原上海站建于1908年，过去叫北火车站（北站），位于天目中路宝山路口。
上海北站是连接我国陆上南北交通线的枢纽之一。从上海北站沿沪宁线北上，可以连接津浦、陇海等线，到达合肥、天津、北京、西安，乌鲁木齐、豫阳、长春、哈尔滨等地；经沪杭线南下，可连接浙赣等线，到达南昌、福州、厦门、广州、昆明、贵阳、成都、重庆等地，每天抵达火车近五十班次，担负着全国旅客发送量的百分之十四点三。
上海站最初的建筑面积只有二千平方米，"一oo二八"和"八o一三"事变，受到战争破坏，虽几经修建，运营能力有限。为改善运输条件，上海市政当局决定于一九八四年九月二十日正式动工兴建一座与上海这座大城市相称的新客站。
铁路新客站是上海80年代的一项大型综合建设工程，1987年12月28日正式启用。新客站设计通行能力72对，车站广场全日与高峰小时的人流吞吐设计量分别为57.5万人次和5万人次；车辆吞吐量分别为3.3万辆次和0.3万辆次。根据人流、车辆吞吐量和用地条件，确定新客站设置南北两个广场。广场规划面积为9.7万平方米，其中南广场约6.7万平方米；北广场为3万平方米，行人、车辆交通及停车面积分别为1万平方米、0.72万平方米和1.28万平方米。旅客可就近乘车，减少绕道，改善了乘车条件。同时与地铁一号线和正在建设的轨道交通"明珠线"相交，形成高效的客流集散地。
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南广场由一个中心广场和左右两个辅助广场组成，基本呈对称布置。通过东西出口厅前的步行带向前延伸环抱呈蟹钳形中心停车场，中间布置绿化岛与站房主楼大门相对，成为整个广场的中心。公交线路的终点站分散布置在东西出口厅的前方。北广场利用南北向的孔家木桥路和东西向的交通路作为车站进出的主要道路。广场出口厅的北侧和进口厅东西两翼，分别布置了机动车停车场，靠近进口厅设置多条交通终点站，广场东西两端都设有非机动车停车处。
