2008年9月19日，贵阳北站正式开工建设。

2014年11月19日，贵阳北站站房建设基本完工，进入静态验收阶段。

2014年12月1日，贵阳北站高架环道主体工程全面竣工。

2014年12月26日，伴随着贵广高速铁路开通运营，贵阳北站正式投入运营。

2015年2月4日，贵阳北站正式迎来首个春运。

2015年5月1日，贵开城际铁路客运专线开通运营。

2015年6月18日，沪昆高速铁路贵州东段开通运营。

2016年1月10日起，贵阳市所有动车全部在贵阳北站始发。

2016年05月21日，贵阳北站至北京西站开行首趟高铁动卧列车。

2016年12月28日，沪昆高速铁路贵昆段开通运营，贵阳北站拥有了3个方向的高铁和1个方向的城际铁路，成为高铁枢纽站。

贵阳北站作为西南地区的门户和贵阳市的地标建筑，设计上以现代建筑手法体现“旅游天堂、贵州印象”的主题构思，造型从贵州独具特色的民居形式鼓楼、花桥中提炼出“重檐”元素，并与当地山水胜景：梯田、瀑布的“层叠”线条结合，以水平线条的组合变化勾勒出“贵州印象”。

截至2016年12月，贵阳北站站房综合工程总建筑面积25.5万平方米，车站的站房全长418米、宽236米，共3层，无柱雨棚投影面积82160平方米，高架及落客平台投影面积36172平方米。车站站房採用桥建合一结构。站台层承载列车轨道的承轨结构、高架候车层框架标準跨度长24米、宽21米，商业夹层与高架候车层柱网上下不对齐；整个站台层採用无站台柱，高大、宽敞，设有电梯41部，扶梯75部，还设有无障碍通道、电梯、厕所等。出站通道层下方有捷运穿过，在隧道上方的柱通过基础梁托换。站台层承轨结构採用变宽度预应力混凝土框架梁承重。高架候车层採用大跨度预应力混凝土梁，钢管混凝土柱预应力混凝土梁节点是保证结构承载力和抗震性能的关键。东西两端高架车道上方设定31m跨的钢桁架，承受冷却塔等设备荷载，支承钢桁架的框架柱採用钢骨混凝土柱。屋盖典型跨度长66米、宽42米，採用网架与管桁架相结合的结构形式。为了发挥钢管混凝土柱上段的强度、减小层间位移，支承屋盖的钢管混凝土柱顶端与屋盖结构上下弦均连线。

贵阳北站由站房、站台雨棚、高架车道、地下空间、站前广场等组成，主站房由下至上依次为出站层（地下）、地面、高架候车层、商业夹层。地下设计有4层建筑结构，依次是交通换乘层、社会停车层、捷运站厅层、捷运站台层。旅客在乘快铁到站后，可通过电梯等垂直移动设施直接换乘捷运或公车。

贵阳北站东、西广场及其地下空间和停车场44万平方米；车站公车上客区1万平方米，车站城市公交综合枢纽48360平方米。西广场面积29万平方米，包括站前广场面积，地下一层，地下二层。东广场面积7.88万平方米，包括站前广场面积，地下一层，地下二层。

截至2016年12月，贵阳北站拥有15台32线，途经的主要线路有沪昆高速铁路、贵广高速铁路、成贵高速铁路、贵开城际铁路、渝贵铁路。

贵阳北站售票採用人工与自助相结合的方式，贵阳北站西广场售票厅及北高架售票厅均安设有自动取票、购票设备。

贵阳北站设有专门的临时身份证的制证点，具体位置在售票厅内侧，方便旅客快速办理临时身份证购票取票。

贵阳北站支持站内便捷换乘，在贵阳北站下车后不用出站即可换乘其他车次。如果已经进入了贵阳北站高架候车大厅却没有赶上动车，并且票面当日还有前往同一目的地的动车或火车的余票，可以在高架候车大厅内的“多彩黔行”服务视窗改签。

换乘通道

2018年清明小长假期间，贵阳北站传送145849人次。

2018年4月28日，贵阳北站传送旅客5万多人次。

贵阳北站站是贵阳轨道交通1号线上的一个车站，贵阳轨道交通1号线已于2017年12月28日通车，在贵阳北站可实现捷运与高铁无缝换乘。

贵阳北站设定有公交贵阳北站站、贵阳北站（南）站、贵阳北站东广场。

贵阳北站是中国19个主要综合铁路枢纽的贵阳铁路枢纽的主客运站之一，也是贵州省高铁路网的“心脏”。贵阳北站综合枢纽功能板块因高铁建设带来了大量人流汇集、商务活动特徵突出，将形成一个新的都市区。