丰台站新站站房总建筑面积39.88万平方米，地上4层、地下3层，采用普速场和高速场叠落式设计，共计17个站台32条到发线（其中普速场11台20线，高速场6台12线），与地铁10号线及16号线在地下站厅换乘。新丰台站采用现代主义简约风格，整体为平屋面带柱廊造型，外立面以灰色陶板糅合玻璃幕墙。金属板屋面预留铺设太阳能板条件，局部为超白玻璃和ETFE膜采光天窗。
改建京广、京沪、小葆台等既有线路和车站，并在丰台站西端京广线南侧新建丰台动车机辆所。京广高速铁路在杜家坎线路所正向引出线路至丰台站（侧向引入北京西站），正线线路总长9.8公里，新建京广客专联络线的设计最高行车速度为160公里/小时。
丰台站改造完成后，将接入京广高速铁路的正线，分流目前由北京西站承担的客流压力。此外将与北京西站一同担当京雄客专通道（京雄石城际铁路、京雄商客运专线）的始发任务；位于车站地面层的普速场则将接替现有北京西站普速场，担当京广铁路、京九铁路、京沪铁路、丰沙铁路、京原铁路方向的始发终到任务。
