作为北京最早的火车站，丰台站曾服务老京张铁路、京广铁路、京沪铁路等多条线路，开办客货运输、列车编组技术作业等业务。随着首都城市建设和铁路的快速发展，车站承担的相关业务相继移交北京西站、丰台西站等站办理，至2010年运输业务全部停办，2018年9月实施改扩建工程，改建后的北京丰台站站房建筑面积约40万平方米，是国内首座采用高铁、普铁双层车场重叠设计的特大型车站，每小时最高可容纳14000人同时候车，设有32条到达出发线，32个客运站台面，形成了“顶层高铁、地面普铁、地下地铁”的立体交通模式，方便旅客“无缝”换乘城市交通。
从平面布局上看，分为东、西站房，中央站房，南、北进站厅等部分，从空间布局上看，分为地下车库、地铁换乘空间、地面层普速车场、高架层高速车场、高架层候车厅、屋盖体系等部分，从功能布局上看，分为地铁换乘区、停车区、公共区、商业区、办公区等部分，是目前国内规模最大、功能最全的大型智能化综合交通枢纽。
北京丰台站将承担京广高铁、京石城际、京九客专以及丰沙、京原、京沪线及市郊铁路的始发终到作业，与北京站、北京北站、北京西站、北京南站、北京城市副中心站等北京铁路枢纽深度融合，优化首都交通运输结构，完善首度综合交通体系，强力带动社会经济发展。