北京北站原名西直門站（也稱西直門火車站），站址在北京市西城區(qū)的西直門，位于西直門立交橋的西北角，臨近西直門交通樞紐。北京北站距通遼站836公里，距包頭站809公里。

　　西直門車站是中國(guó)自主設(shè)計(jì)建造的第一條干線鐵路--京張鐵路（北京豐臺(tái)柳村至張家口）上的車站。1905年京張鐵路西直門車站動(dòng)工，1906年8月竣工。由中國(guó)著名的鐵路設(shè)計(jì)師詹天佑親自設(shè)計(jì)和監(jiān)造的。1988年西直門火車站改名北京北站。2005年北京北站改造工程動(dòng)工，2009年1月北京北站新的主站房正式投入使用。原車站舊式主站房被北京市文物局定為北京市二級(jí)文物，將被長(zhǎng)期保留。

　　北京北站隸屬北京鐵路局管轄，隸屬北京西站管理�，F(xiàn)為一等站。承擔(dān)京通線鐵路、京包線鐵路列車以及北京—延慶S2線動(dòng)車組列車始發(fā)。客運(yùn)：辦理旅客乘降；行李、包裹托運(yùn)。貨運(yùn)：辦理整車、零擔(dān)貨物發(fā)到。

　　1905年12月12日，京張鐵路西直門車站動(dòng)工，1906年8月西直門車站包括主站房、站臺(tái)、天橋、機(jī)車庫(kù)和宿舍等設(shè)施。1909年北京豐臺(tái)至張家口的京張線鐵路通車，西直門車站正式投入運(yùn)營(yíng)。當(dāng)時(shí)稱作“京張鐵路西直門車站”。

　　1923年京張線鐵路向西延伸至綏遠(yuǎn)，西直門車站改稱平綏鐵路西直門車站。在北京北站舊站房上寫著：“平綏鐵路西直門車站”，是北京北站在1927年到1949年使用的名字。

　　1988年西直門火車站改名北京北站。

　　2005年，北京北站開始改造站臺(tái)，2007年新建北京北站六層主站房，2008年12月竣工，2009年1月17日新建北京北站主站房正式啟用。

　　北京北站改造工程于2005年動(dòng)工，工程主要包括站房擴(kuò)建以及與北京站、北京西站相類似的大跨度無站臺(tái)柱雨棚工程，站臺(tái)、鐵道線路和行車信號(hào)的改造。2009年1月17日新的北京北站正式投入使用。改造后的北京北站，售票大廳和候車室都將設(shè)在西區(qū)的南側(cè)。站臺(tái)整體南北走向，主站房在站臺(tái)的盡頭，在車站的南側(cè)。呈南北縱向盡端式鐵路站場(chǎng)。北京北站主站房改造后的北京北站候車大廳所在的大樓地面以上為6層，地下兩層，高31.5米，建筑面積2萬平方米。地面一層以及地下一層供旅客候車使用，設(shè)有候車廳、售票處，與西直門交通樞紐相通，臨近地鐵2號(hào)線、地鐵4號(hào)線和13號(hào)線出入口，可與北京地鐵、城鐵換乘。地上二至五層為辦公用，地下二層為設(shè)備用。新房站樓一共有三個(gè)售票大廳，分別位于地面一層的右側(cè)，和地下一層的東西兩邊，共有24個(gè)窗口。北京北站新站房比老站房向南延伸更接近西直門立交橋以及西直門交通樞紐。

　　南北縱向盡端式站場(chǎng)改建后的北京北站共有11個(gè)站臺(tái)，站臺(tái)有效長(zhǎng)度由原來的377米延長(zhǎng)到550米。站臺(tái)采用大理石鋪面，站臺(tái)高度由原來的70厘米提高到125厘米，方便旅客上下車。鐵道線路將全部采用國(guó)產(chǎn)每米50千克級(jí)高強(qiáng)度、高平直度無縫鋼軌，使用國(guó)產(chǎn)II型鋼筋混凝土軌枕，替代原來使用的木枕，提高客車運(yùn)行的穩(wěn)定性和舒適度。行車信號(hào)設(shè)備全部采用新型計(jì)算機(jī)集中連鎖，提高車站的自動(dòng)化、智能化控制能力，從而增加列車運(yùn)行的安全系數(shù)。

　　北京北站改造完工后，接發(fā)車能力可由現(xiàn)在的11對(duì)提高到17對(duì)，高峰時(shí)期可達(dá)到22對(duì)。新北京北站日發(fā)送旅客是老北京北站的5倍。有開至赤峰、包頭、通遼、灤平、阜新和呼和浩特及八達(dá)嶺長(zhǎng)城等地的列車。