乌鲁木齐站建筑造型体现“天山雪海、丝路明珠”的设计意象，以流线型的造型从大地升起，圆润光洁，宛如一颗西域明珠；建筑水平舒展，融入城市天际线，体现天山雪峰的壮丽秀美，丝绸之路的源远流长，大漠沙海的浩瀚无垠；基座与屋顶形态相呼应，共同构成开放包容的建筑形象。
截至2016年7月，乌鲁木齐站总投资25.77亿元，站房总建筑面积约10万平方米，雨棚投影面积7万平方米。站房东西面宽约220米、南北进深约340米；采用中间高、两侧低的形态，平面如同一个“工”字形，南北面为圆弧形。站房设计聚集人数8000人，设计高峰日客流量可达24万人。
乌鲁木齐站站房主体结构为三层（含三个夹层），分为地上二层，地下一层。其中，地上第一层层高为9.75米，为站台层；地上第二层净高为25米，作为进站、候车厅及办公、商业用房；地下一层层高为10.8米，为出站层。
乌鲁木齐站按照“七站七场”的模式建造，“七站”即北广场地铁站、南北广场公交车首末站、长途客运站、BRT首末站及地铁2号线和4号线的南广场地铁站；“七场”即南北广场、社会大巴停车场、两所地下车场、两所地面出租车及长途客车蓄车场，共能提供2100余个停车位。
乌鲁木齐站设置有南广场、北广场，南广场与站台层平接，北广场与出站层平接，高架车道与城市快速路网形成多层次立体化衔接；规划中的乌鲁木齐轨道交通2号线、4号线形成，分别敷设于高铁站房下方，在南广场形成十字交叉。
作为中国新疆首府及全疆的综合交通运输枢纽，乌鲁木齐站所在的高铁片区不但服务于新疆与其他各省的往来交通，更是服务于中国与中亚、西亚国际商贸交流的重要载体，有利于推进乌鲁木齐面向中西亚金融商贸中心建设，加快地区一体化、实现跨越式发展。
公交线路
乌鲁木齐公交29路
乌鲁木齐站北广场站
07:30～23:30
大湾站
07:30～23:30
乌鲁木齐公交54路
乌鲁木齐站北广场站
07:30～22:30
新华凌家具城站
07:30～22:30
乌鲁木齐公交301路
乌鲁木齐站北广场站
08:00～22:00
和顺花园站
07:30～22:00
乌鲁木齐公交909路
铁六中站
07:30～23:30
火车南站
07:30～23:30
经停乌鲁木齐站北广场站
乌鲁木齐公交5035路
乌鲁木齐站北广场站
06:00～22:00
世界城站
06:00～22:00
乌鲁木齐公交5302路
乌鲁木齐站北广场站
鑫桥源建材市场站
乌鲁木齐公交BRT5号线
乌鲁木齐站北广场站
07:30～23:40
南湖东路站
07:30～23:40
长途汽车
乌鲁木齐站配套汽车站位于其北广场地面东侧，名为乌鲁木齐国际公铁联运汽车客运站。该汽车站原计划2016年内试运营，计划开行长途客运线路共计130条，涵盖乌鲁木齐北郊客运站、军供客运站、南郊客运站等客运站的所有线路；其中，有124条发往疆内各地州市线路，5条发往甘肃、宁夏、河南、成都、重庆的线路，1条发往哈萨克斯坦的涉外线路。
出租汽车
经铁路出站口出站后，向左转在单向门出口处步行50米至出租车专用出口乘车。
经由车站二层高架桥行驶，车辆到达北广场落客平台后，步行进站。
1962年，原乌鲁木齐站始建。
1963年1月15日，原乌鲁木齐站开始运营。
2002年5月18日，原乌鲁木齐站站房被拆除，重建新站房。
2004年4月25日，原乌鲁木齐站新站房建成启用。
2014年9月1日，原乌鲁木齐站正式更名为乌鲁木齐南站。
新乌鲁木齐站前身为原北疆铁路二宫站，在二宫站原址重建。
2013年6月5日，乌鲁木齐站正式开工建设，是中国交通运输部“十二五”期间重点建设项目。
2015年10月，乌鲁木齐站站名挂牌。
2016年7月1日，乌鲁木齐站进入试运营阶段。同年8月12日，乌鲁木齐站正式投入运营。
2017年2月8日，乌鲁木齐站南广场项目开工建设，计划2018年底地面广场达到使用条件，地下部分2020年前完工。
截至2017年11月，乌鲁木齐站车站布局9台18线16站台面，途径主要线路有兰新高速铁路、兰新铁路、北疆铁路。
自助购票
截至2016年8月，乌鲁木齐站设3个售票厅，配置了39个人工售票窗口和34台自动售取票机。
便民设施
截至2016年8月，乌鲁木齐站内设有餐厅、书店、ATM机等。
客运流量
2016年10月1日，乌鲁木齐站单日旅客发送数达到3.3万人次，创下了开通试运营以来高纪录。
2016年10月底，乌鲁木齐站每天的旅客发送量达到1.8万人次左右。
2017年8月12日，乌鲁木齐站开通满一年，累计开行列车18977趟次，累计运送旅客663.9万人次。
