根据《佛山市综合交通规划（2008-2020）》，佛山市未来将形成高速铁路、城际铁路、城市轨道交通、支线机场、公路运输、港口等协调发展的立体综合交通网络。三条国铁（贵广、南广、西部沿海）大量车次在佛山西站始发或终到，两条城际（广佛环线、广佛肇）贯穿其中，两条规划地铁线（佛山地铁三号线、八号线）、一条规划新型交通线（二号线）亦穿过佛山西站,一个规划长途客运站（佛山西站汽车站）依托于西站建设。可见，佛山西客站建成后，将形成集铁路、地铁及城市公交等多种方式为一体的综合交通枢纽站。
由于一直未获得铁道部的批准，佛山西站一直处于规划阶段。佛山西站建设的滞后大大影响贵广铁路、南广铁路和广佛肇城轨的通车。
2010年4月20日佛山西站选定“生长之树”为建设方案。
2012年3月20日佛山西站最终获批，但目前仍然没有开工日期。
2012年6月21日佛山市政府常务会议通过《佛山西站综合交通枢纽工程前期工作方案》。
2012年8月6日佛山西站正式环评公示。佛山西站预计将于2013年底建成，预期规划运客超3000万，兼具客运和货运的功能。
2012年8月，佛山西站指挥部成立。
2012年12月3日，工程可行性研究报告获铁道部和省政府批复。
2013年2月26日，正式开工建设。
2017年6月底全面建成。
佛山西站位于佛山市南海区狮山镇、罗村街道及大沥镇，站中心里程为DIK795+235，佛山西站及相关工程，包括经由本站的一定里程范围内的5条铁路干线工程、车站、动车运用所、综合维修车间、相关联络线、走行线。 接入车站的贵广、南广、西部沿海、广佛肇及广佛环线5条线路部分里程纳入本工程范围，具体里程如下：
1）贵广、南广线DIK793+400～DIK797+200；
2）西部沿海铁路上行正线DK794+219.65（对应贵广里程）至车站，下行正线DIK793+500（对应贵广里程）至车站；
3）广佛肇城际FZDK31+612（对应贵广DIK793+819.65）～车站；
4）广佛环线城际FZDK31+612（对应贵广DIK793+819.65）～DIK797+700（对应贵广里程）；
站房分南北两个高架站房，分设客专场和城际场，两场横列布置。车站总规模为10台23线（含正线），其中客专车场6台15线、城际车场4台8线。
客专场到发线有效长650m；城际场到发线有效长400m。
客专场中间站台按450m×12m×1.25m，基本站台按450m×18m×1.25m设计；城际场中间站台按210m×12m×1.25m设置。
1）站房总平面布置
采用高架站房形式，高架候车室横跨整个站场（平行轨道方向100米，垂直轨道方向255米）。站房主体南北双向布置，南侧为客专站房，北侧为城际站房。广场分南北设置，以南广场为主，北广场为辅。
2）车站功能组成
由出站层（高架桥下）、站台层、高架层三个主要层面组成、包括候车、售票、出站厅和设备管理用房等部分。
3）平面布局
① 地面出站层（+0.00m标高）
本层主要为出站换乘空间。
平面以南北向主轴线为中心对称布置，中轴线上布置出站厅和楼扶梯，设备及商业用房，分为客专和城际两部分；站房东西两侧为人行交通廊，将南北广场有机联系在一起，通廊西侧为长途汽车站和公交车站，东侧为出租车、社会车停车场，方便旅客搭乘。南站房两侧（架空站场外）分别为预留的长途汽车站及商业开发。
此层总建筑面积约22300㎡，客专部分建筑面积14680㎡，城际部分建筑面积7620㎡，预留的长途汽车站及商业开发本次未计入建筑面积。
② 站台层（10.00m标高）
本层主要为轨行区、南北进站区及高架落客平台。
南北两端均设高架匝道及落客平台与站房衔接，南站房设基本站台候车室，客专旅客可由此候车上基本站台，也可由此处垂直交通设施上至高架候车层；南站房布置进站广厅和部分候车厅，二侧布置售票厅、贵宾厅以及辅助办公室。
北站房服务于城际旅客，平面主要功能为城际售票厅。
此层建筑面积约为9200㎡ ，南站房建筑面积7200㎡，南站房轴线尺寸为：180（开间）*40m（进深），候车大厅面宽100m，共有5个开间；北站房建筑面积2000㎡，北站房轴线尺寸为：100（开间）*20m（开间）。
③ 高架层（19.0m标高）
高架候车层横跨整个站场，设置广厅、候车大厅以及为旅客服务的辅助用房（包括问讯、盥洗间、设备和餐厅等）。中部为进站通廊，紧邻二侧为候车区，大厅二侧为卫生间及设备管理用房。候车厅两侧的辅助用房上方设商业夹层（标高25.0m），提供休息、餐饮、商业等服务。
此层建筑面积约36500㎡，候车大厅（包括客专、城际）轴线尺寸为100*255m，其中客专部分建筑面积约25120㎡，城际部分建筑面积约11380㎡。
旅客流线分析
旅客进站采用“上进下出”的流线模式，由高架进站，从地面广场出站。
① 进站流线：
客专旅客通过南高架平台进入南站房，通过垂直交通设施可到达高架进站层等候，检票后下至站台层上车。贵宾及到基本站台的旅客可在站台层通过基本站台直接进站。
城际旅客通过北高架平台进入北站房，在站房内乘楼扶梯上到高架候车室等候，检票后下至站台层上车。
② 出站流线：
客专旅客到达站台层经楼扶梯下到地面广场层，在出站厅检票后，通过出站通道离开；旅客出站后分别通过广场东西两侧的公交车、出租车和社会车辆离站。
城际旅客到达站台层，经楼扶梯下到地面层的城际付费区，检票后离站。
③ 换乘流线：
客专旅客换乘城际：在地面层可直接由出站厅到南北联系通道，进入城际付费区。
城际旅客换乘客专：在站台层可经上行楼扶梯至北侧高架候车室，实现与客专的换乘。
主要技术经济指标
站房总建筑面积（客专部分+城际部分）：约68000㎡，主体共三层。
其中 客专部分（47000㎡）：
高架候车室：25120㎡
南站房（二层）：7200㎡
南地下出站厅：12400㎡，
并入的设备及生产用房：2280㎡
城际部分（21000㎡）：
高架候车室：11380㎡
北站房（二层）：2000㎡
北地下出站厅（城际）：5900㎡
并入的生产用房：1720㎡
站台无柱雨棚钢结构覆盖面积：
客专部分 52000㎡
城际部分 8000㎡
（3）动车运用所
动车运用所位于车站的东北部，分为客专运用所和城际运用所，每个运用所包括存车场和维修车间，存车场和维修车间纵列式布置。
客专运用所近/远期设存车线24条（1线2列位），4/6线检查库（1线2列位），检查库除承担佛山西站始发西部沿海、贵广客专、南广线动车组的存放、一二级修外，还可承担贵广客专、南广线、西部沿海引入广州南站产生的一二级修，以解决广州南运用所一二级检修能力不足的问题。设2条进出段线、1套轮对踏面诊断装置、2套单向洗车机、牵出线兼人工外皮洗刷线1条、1线双轴不落轮镟库、1线临修库，按动车运用所设备配置标准配置相关运用整备设备。动车组的三四五级检修送广州动车基地。
按照珠三角城际轨道交通线网规划以及自主运营、独立管理模式，城际动车组运用检修设施布局按检修基地、运用所、存车场三级独立设置。
采纳珠三角生产力布局研究结论，佛山西城际运用所结合佛山西站工程新建，紧邻客专运用所独立设置。承担广佛肇、广佛环线城际动车组的一二级修以及部分动车组存放。
城际运用所近远期设存车线14条、一二级修库线近远期4/6条。2条进出段线、1套轮对踏面诊断装置、1套单向洗车机、1线单轴不落轮镟库、1线临修库。按动车运用所设备配置标准配置相关运用整备设备。动车组的三四五级检修送江门检修基地。
（4）综合维修车间（工区）
设城际综合维修车间1处，负责珠三角城际线相关线路的养护维修，按车间与工区合设考虑。
设客专综合维修工区1处，负责贵广、南广铁路相关线路的养护维修。
1）城际综合维修车间下设线路、桥隧、通信、信号、牵引供电、机电、自动化、建筑给水等专业工区。承担工务、通信、信号、牵引供电、车站机电设备、自动化设备、建筑给水等设备维修、养护、临时故障的处理和小型事故的抢修，工作由各专业维修工区完成。内设生产房屋有综合维修楼（含工区）、轨道车保养间、材料库等。同时设置大型养路机械及作业车停放线。
2）客专综合维修工区设线路、桥隧、通信、信号、牵引供电、建筑给水、机电、自动化等工区。
综合维修工区承担工务、通信、信号、牵引供电、机电、自动化、建筑给水等设备日常巡检、养护、临时故障处理和配合事故的抢修。各工区具体工作内容如下：
●线路工班主要负责管内线路的经常保养和临时抢修，同时负责线路的静态检测、钢轨探伤及个别线路病害处理、负责管内线路的巡视以及配合大机作业等工作。
●桥隧工班负责对管内桥梁、隧道、涵洞等构筑物的检查、保养和巡视。
●通信、信号工班负责管内通讯、信号、综调设备的日常维护、管理及保养。
●牵引供电工班负责管内接触网及设备的基层维护和事故处理，负责管内接触网的日常维护、检修、巡视。
●机电工班负责管内水泵、空调、电机等各种机电设备日常维护、管理及保养。
●自动化工班负责管内管内AFC（自动售检票）、FAS（防灾报警）、BAS（设备监控）、SCADA（电力监控）等各种自动化设备、相关缆线的维护和保养。
●建筑给水工班负责管内建筑设备、给排水设备、储备水设备、管道等的日常维护管理。
相关生产用房，主要有综合维修楼、轨道车保养间、材料库。配置大型养路机械组停放线、作业车辆停放线。
（5）联络线布置
1）城际场与南广间联络线
上行联络线由广佛环线城际左线贯通车站，出站后以路基形式依次跨过3条动车走行线动2、动3、动4后以18号道岔在路基上以5.984‰的坡度与南广左线接轨（对应贵广里程DIK798+265.92），设置线路所。上行联络线L1全长2.064km。
下行联络线由广佛环线城际右线贯通车站，出站后以隧道形式依次下穿动2、动3、南广左线、动4、贵广左右线、南广右线走行线后，转至贵广南广线右侧以18号道岔在路基上以5.984‰的坡度与南广左线接轨（对应贵广里程DIK798+265.92），下行联络线L2全长2.00km。
城际场至南广间上行联络线里程：L1CK0+000～L1CK2+064.39（对应贵广DIK798+265.92）；
城际场至南广间下行联络线里程：L2CK0+000～L1CK1+999.88（对应贵广DIK798+265.92）。
2）南广与西部沿海铁路反发线
南广与西部沿海铁路在佛山西站有部分折返列车，为减少列车对车站西咽喉的切割，提高车站咽喉的通过能力，修建该反发线。
该反发线自车站客专场西咽喉引出后，在南广下行线左侧向西，依次跨过桂丹路，在贵广DIK793+200处跨过贵广南广4条正线后转至南广上行线右侧，继续向西以48+80+48m孔跨跨过佛山一环后在贵广DIK791+400处以18号道岔接上南广右线，反发线全长2.868km。
南广反发线里程：NZCK0+000（对应贵广DIK794+244.87）～NZCK2+868.004（对应贵广DIK791+400.50）。
3）动车走行线
佛山西站动车运用所分设为客专和城际两个动车运用所，两个运用所分别独立，城际场与城际运用所间修建上下行动车走行线Z1、Z2，客专场与客专运用所间修建上下行动车走行线Z3、Z4。
城际场上行动车走行线Z1起点在城际场到发线上接轨，对应贵广里程DIK796+099.88，终点里程Z1CK1+785.265，全长1.785km；
城际场下行动车走行线Z2起点与城南下行联络线起点相同，对应贵广里程DIK796+281.53，从车站引出后，上跨城南下行联络线，再依次下穿广佛环正线、城南上行联络线，接入城际动车运用所，终点里程Z2CK1+614.6，全长1.614km；
客专场下行动车走行线起点Z3CK0+000对应贵广里程DIK796+026.21，该动车走行线从车站到发线引出在与贵广正线并行上跨城南下行联络线，再依次下穿广佛环正线、城南上行联络线后，接入动车运用所，终点里程Z3CK1+906.675，全长1.907km；
客专场上行动车走行线起点Z4CK0+000，对应贵广里程DIK796+092.73，从车站到发线引出后在南广左线与贵广左线之间与贵广线并行一段后，迅速以24.06‰的大坡度下降，采用隧道形式上跨城南下行联络线后，在下穿南广左线与城南上行联络线接至动车运用所，终点里程Z4CK1+846.43，全长1.846km。
5．桥梁工程
新建特大桥3座计8025.65m，大桥1座，桥梁长度495.53m。
6．轨道
车站到发线按有碴轨道并按一次铺设无缝线路设计。高速联络线采用60kg/m钢轨，到发线、动车段出入段线采用60kg/m钢轨，均采用无缝线路。其它站线、次要站线采用50kg/m有缝线路。
7．路基
佛山西站路基工程均为站场路基，路基全长约1.2km，其中挖方地段正线长度约为1.02km，约占路基长度的85%；
联络线路基长度为0.85km，占联络线线路总长的16.44%；
走行线线路挖方地段基长度为1.941km，占联络线线路总长的53.47%；
动车所场区均为路基全长约2.29km。
8．隧道工程
佛山西站与动车所共有四条走行线，其中动车走行线Z1、Z2、Z3、Z4各分布隧道一座；佛山西站与贵广南广线的下行客车联络线分布一座隧道。
9．无线通信
新建GSM-R移动通信系统。
10．电气化
新建佛山西混合变电所1座（贵广铁路拟建的佛山西牵引变电所、城际铁路新建佛山西牵引变电所、电力10kV变配电所三所合建）；新建动车运用所开闭所1座。
11．设计时速
引入本站的贵广、南广、西部沿海、广佛肇及广佛环线城际铁路按时速200km/h速度目标值设置，但在本工程范围内限速160km/h；站内的南广折返线、城际场与南广线间的联络线、动车走行线按时速80km/h速度目标值设置。
12．暖通
车站站房空调系统采用集中空调，冷源采用水冷冷水机组+冷却塔，室内末端公共区采用组合式空调器，办公及管理用房区采用风机盘管加新风系统，新风采用全热新风换气机；售票室、贵宾室空调采用变制冷剂流量，新风采用全热新风换气机；通信信号信息系统设备用房采用基站精密空调。
乘务楼、乘务员公寓设集中式空调系统，冷源采用水冷冷水机组+冷却塔根据室外气象条件人工启停控制；工艺性空调、居住建筑和其它场所舒适性空调采用分散式空调系统，采用变频分体空调、基站精密空调，根据室内环境状态人工或自动启停控制。
热水供应采用太阳能加空气源热泵方式，充分利用太阳能等可再生能源，根据室外气象条件开启空气源热泵辅助供热。
贵广铁路采用补偿弹性链型悬挂，其余全部采用全补偿简单链形悬挂。
