截至2017年底，合肥站南北广场总占地面积将达到9.2万平方米，南广场总面积4.9万平方米，站房面积10万平方米，北广场总面积4.3万平方米，合肥站站房建筑面积27355平方米，天桥面积2480平方米；地道面积1977平方米。幕墙面积约5万平方米。合肥火车站公交枢纽站占地面积8885平方米，行车通道调整为7个，7座不锈钢公交岛式站台西侧各新增了一部自动扶梯和步行阶梯通往负一层。岛站采用钢化玻璃加以封闭；有20个实名验票窗口和9个安检通道。站台全部为高度为1250毫米的高站台，并铺设防滑花岗岩石材面。其中1站台为侧式站台，紧贴站房；2-9站台全部为岛式站台。除1站台外，每个站台均设有楼梯和自动扶梯通往两座进站天桥。投影面积为61600平方米的无站台柱雨棚覆盖了所有站台，每个站台还设有两个入口通往14米宽的出站地道。
合肥站内有四个候车室，分设在站房的一层和二层。其中1、3号候车室位于站房西侧，2、4号候车室位于站房右侧。位于站房两侧各设有一处天井，该天井将位于二层的3、4号候车室分为两部分。候车室设有检票口，为合肥站停靠的列车检票，其中4号候车室集中为停靠的动车组列车检票。位于车站二层的3、4号候车室各自设有一座10宽的天桥，可通往各站台；而位于一层的1、2号候车室各自设有出口通往1站台，同时在检票口后的通道后设有自动扶梯通往二层天桥。
2011年4月，合肥站无柱雨棚获得中国建筑钢结构金奖和皖钢杯金奖。
合肥火车站是中国中部地区重要的铁路枢纽综合场站，是合肥市乃至安徽省较大的人流、物流集散地，也是合肥对外形象的重要窗口，为合肥建设全国旅游标准化试点市，提升“大湖名城”旅游品牌影响力，为合肥建设长三角世界级城市群副中心，打造“大湖名城、创新高地”有重要意义。
公交路线
合肥火车站公交枢纽站占地面积8885平方米，位于南站前广场的西侧，设有七座站台与站前广场负一层连接；同时在公交场站的东侧和北侧则设有落客站台。
合肥火车站：1路、10路、11路、22路、101路、111路、114路、119路、159路、226路、301路、509路、704路、705路、706路、709路、801路、902路
合肥火车站北广场：40路、47路、152路、304路、504路、682路、683路、686路、T3路、T5路、T6路
出租汽车
合肥火车站出租汽车站场共有6条停车道，整个蓄车区可同时容纳80辆出租汽车在此停车;出租汽车在此经过等候后，便可进入车站内部的出租汽车上客区。上客区启用两条出租汽车通道，可供6辆出租汽车候客，每条道可停3台车，乘客一上车就迅速驶离。
轨道交通
截至2017年12月，合肥轨道交通1号线在合肥站设有站点，未来将与3号线实现换乘。地铁合肥站位于合肥站南侧，胜利路与站前路交叉口。地铁车站设有A、D两个出口通往站前广场地面，此外D口旁还设有通往与站前广成地下一层相连。
民国二十三年（1935年），合肥站始建。
民国二十四年（1936年）4月，合肥站完工。同年，淮南矿至合肥的铁路试车成功，合肥火车站正式开展铁路旅客运输业务。
民国二十五年（1937年）10月，为配合抗日战争需要，淮南线被毁，合肥站随之关闭。
民国三十一年（1942年），日本侵略者修复水家湖至合肥段铁路，合肥站改名为庐江驿恢复启用。
民国三十三年（1944年），日军拆除水家湖至裕溪口段铁路，合肥站再次关闭。
1950年11月，合肥至裕溪口段铁路通车，合肥铁路运输恢复。同年，1、2号站台、站前广场、候车室建成启用。
1952年，合肥成为安徽省省会，城市人口不断增长，城市规模迅速扩张，老火车站站房小，候车人多拥挤不堪，已不能适应城市发展的需要。
1977年，在合肥城市总体规划编制过程中，计划把合肥原有火车站和铁路向城外移，解决铁路分割城市问题。
1982年，国务院批准了合肥市的总体规划。
1989年，铁道部下达《关于变更合肥站址方案的批复》文件，合肥铁路枢纽及合肥新客站也列入国家计划，但因建设资金问题，建设工程开工延迟。
1994年6月，合肥新客站开工。
1995年底，合肥站建成竣工，增加了股道，新建了牵出线、候车室、售票厅、行李房、站台雨棚，扩建了货场、仓库，成为客货运一等站。
1997年4月1日，合肥新客站通车运营，主站房呈金字塔式设计，外观装饰碧蓝色的玻璃门窗，宛如一颗明珠镶嵌在合肥市城东。
2009年，合肥火车站再次启动扩建。
2010年，由中铁四局承建、投资近5亿元的合肥火车站改造工程完工，新建了大跨度钢结构雨棚。
2014年10月19日始，合肥站对南广场进行了改造工程。改造工程包括修建地下交通中心、地下停车场以及地铁合肥站等工程。站前广场改造分两个阶段，第一阶段改造较为简易的东半部分，东半部分改造完成后改造西半部分，耗时10个月。西半部分改造时，合肥站开放行包通道为出站通道，出站口临时改为滁菊路铁路单身公寓西侧。工程于2016年年底前夕完成。
自助购票
截至2016年9月，共有50个售票窗口，有35台自助售取票机。双层售票厅位于合肥火车站站房东边区域，并且通过连廊，售票厅可与广厅连通。
便民设施
合肥火车站周边集聚白马、中绿等9个大型商场、100余家物流企业及多个住宅小区，周边还有客运总站、旅游汽车站、新亚汽车站等三个客运长途汽车站。
旅客运量
截至2016年9月，合肥站开行旅客列车有156.5对，有24对始发旅客列车；日平均发送旅客5万人次，到达旅客3万人次，高峰日发送旅客10万人次，到达旅客10万人次。2016年，合肥站发送旅客3700万人，运输收入40亿元。
