北京南站站房为双曲穹顶，很高点标高40.0米，檐口高度20.0米；两侧雨棚为悬索形钢结构很高点31.5米，檐口高度16.5米。地上部分长轴500米，短轴350米；地下部分长轴397.1米，短轴332.60米。地上沿长轴方向两翼部分为各三跨钢结构通透雨篷，中间站房为椭圆形高大建筑，地上两层，地下三层。
北京南站从上到下依次为：钢结构屋面层；地上高架候车厅层；地面层为火车进站出站层；地下一层中央为换乘区，两侧为车库；地下二层为地铁4号线；地下三层为地铁14号线。集美观的造型和先进的功能为一体的新北京南站，完全实现立体式交通。
工程开工于2005年12月24日，2008年8月1日竣工。
京沪高铁北京南站
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