辽阳站始建于清光绪二十五年（1899年），为沙俄修筑东清路支线（哈尔滨至旅顺）时修建。经伪满、解放后多次扩建改建。沙俄修建的辽阳站旁水塔九十年代还在辽阳站东侧行李包裹房边。
辽阳站旧站房于1977年建成并投入使用，历经33年，为辽阳地区经济社会发展和人们的出行作出了应有的贡献。然而，由于经济社会的快速发展和城市化建设的提速，特别是哈大客运专线的建设，辽阳站旧站房无论是在规模上还是在设施上都无法完成原有的沈大线和新建的哈大高铁“一心管二”的营运业务。因此，翻建辽阳站成为一种必然。“十三五”时期将在辽阳铁西新建辽阳站西广场和辽阳站西站房。
辽阳站位于沈大、辽溪两条铁路干线的交汇点，日均到发旅客1.5万余人。和以往的站房相比，新站房整体布局更合理，候车大厅更宽敞，集中控制实现智能化，旅客乘降、购票更方便，车站服务更加人性化。站房内设有自动扶梯，旅客进出站采用“上进下出”的流线设计，实现各行其道，方便进出。此次投入使用的高架候车大厅分为一、二层候车区，候车区总面积3075.66平方米，能够容纳1500余人，设有中央空调，保证冬暖夏凉。同时还为老、幼、孕、残、病等重点旅客提供专属候车区域，方便重点旅客候车、进站。候车大厅内设有3处普通卫生间和一个残疾人专用卫生间。
候车大厅还设置2台安检仪，4块大屏幕LED乘车信息显示屏，8块引导屏。旅客乘车由站房中部进入进站大厅，经安检后乘两侧的自动扶梯或步行梯进入二楼敞开式候车大厅，候车大厅设置了8个自动检票口和2个人工检票口。
1、2站台到发去往南行方向普速列车，3、4站台到发去往北行方向普速列车，5、6站台到发去往南行方向高速动车，7、8站台到发去往北行方向高速动车。
旅客到达站台出站则由站台两侧步行梯下行到地下通道，经由旅客出站通道至出站口验票出站。
辽阳站北侧的一楼售票厅设7个人工售票窗口和10台自动售取票机。为满足残疾旅客购票需求，车站还专门设立了残疾人服务窗口。增设的10台自动售票机可提供互联网购票、现金及刷卡购票、电话订票取票服务。
新站房启用后，不仅硬件设施有了一个很大的提高，服务水平也迈上了一个新的平台。辽阳新站新的客服系统以集成管理平台为核心，集成综合显示系统、广播系统、监控系统、售票系统等12个子系统，与列车调度系统连接，实现对车站各旅客服务子系统的集中管理、信息共享和功能联动。车站所有的广播、导向揭示、信息查询和发布等业务均在集成管理平台上完成，实现了旅客服务智能化。
新站房的候车室中央还设置了“12306”服务台，负责重点旅客服务、解答旅客问询、接待旅客投诉等。同时候车室还设立了流动青年志愿者服务岗，为旅客提供出行指南，查询问事服务，为特殊重点旅客及进、出站行走有困难的旅客提供轮椅、担架服务。
