海口站站房设计将交通建筑的特点与海南地域特色有机结合起来 ，使得该站房流线分明、简捷、流畅，具有海南地区特色。
截至2003年，海口站总建筑面积2.4845万平方米，站房建筑面积约2.05万平方米，厅高21米，广场东西长约480米，南北宽约326米，面积超过15万平方米。
截至2015年11月，海口站共5座站台，每座长500米，总面积约2.5万平方米；天桥长80米、宽12米；地下旅客主通道长100米。海口站共有5个旅客上下通道和5个行包通道。
截至2008年，海口站站房座西向东，车站东侧是宽阔的站前广场，广场南北两侧分别是邮电大楼、公交车站、车站宾馆、写字楼及粤海铁路公司办公楼、长途汽车站和旅游服务中心等。
截至2003年，海口站站房共三层，地上两层，地下一层，地下层为设备用房，而地上部分分为东西南北4个功能区 ；站房呈“中”字型，构成前后两排三条通廊两个内庭的布局，中通道是散客进站主通道，前厅为广厅，两侧为售票厅和综合服务厅，后厅为中央大厅，两边为候车厅，在中央大厅有电梯、楼梯及自动扶梯上至二层，连接跨越数条站台的高架候车大厅。
2004年，海口站被授予中国建筑学会建筑创作优秀奖。
2005年，海口站被授予海南省优秀工程设计一等奖。
2006年，海口站被原中华人民共和国建设部授予优秀勘察设计一等奖。
2006年，海口站被授予中国全国优秀工程设计银奖。
海口站站房能较理想地满足车站近期和远期的运营要求，并成为了海口市的标志性建筑。（《建筑创作》 王长刚评）
2000年，海口站正式开工建设。
2003年1月，海口站站房竣工验收。
2004年12月，海口站正式办理客运业务。
2005年1月，海口站随同粤海铁路全线一并通车。
2014年12月，海口站站场改造施工。
2015年5月20日，海口站改造竣工，恢复动车开行，正式投入运营。
自助售票
截至2018年3月，海口站售票厅设有8自动售取票机，出站口设有3台自动售取票机。
便民设施
截至2018年3月，海口站在出口处设有更衣室；在售票厅、候车室、进出站口为出行的旅客提供咨询、引导、导购车票等志愿者服务；同时在售票厅增设学生专窗，延长售票时间；针对老、幼、病、残、孕等旅客车站开启爱心通道，为旅客提供服务。
客运流量
2018年2月15日至3月12日，海口站到达旅客量258298人次；发送旅客量257649人次，日均发送旅客量6441人次。
2018年4月4日至4月7日，海口站共运送旅客量2.49万人次，到达旅客量2.17万人次。
2019年1月2日，海口站发送旅客量为1.89万余人次，到达旅客量为1.7万余人次。
