建设历史
民国27年10月，湘桂铁路衡阳站至桂林北站段通车，桂林北站投入使用，当时设有5股道和半股货物线，站房建筑面积共计365.7平方米，有货仓677平方米。
民国30年1月由湘桂铁路管理局管辖。桂林北站位于今的群众路西头，现为桂林北二场。
民国33年日军进犯，管理局炸毁桂林北站道岔17组及其他设施。
抗日战争结束后，民国36年11月，湘桂铁路工程局修复湘桂铁路北段，桂林北站重新投入运营。
中华人民共和国成立后，1950年1月，衡阳铁路管理局修复再度被毁的湘桂铁路北段，桂林北站客货运恢复。次年由衡阳铁路管理局设计施工，桂林北站增设2股货线。
1953年1月桂林北站由柳州铁路管理局（后柳州铁路局，今南宁铁路局）管辖，定为区段站。
1955年，桂林北站货场2股延长825米。1957年增建货仓，建筑面积达532.26平方米，并扩建运转室建筑面积117.14平方米。1959年柳州铁路局设计施工，将站场改造为一级二场，设到发线7股，编组线1股，共完成土石方1.17万立方米，铺设轨道2776米，耗资14.33万元。1969年桂林北站房扩建至884平方米。1971年3月该站扩建，1977年上半年动工。1983年柳州铁路局改建桂林北站售票房及客运行包房。1985年12月，中间站台由310米延长至560米。
因桂林北站不能满足日益增加的客运需求，桂林北站客运站北迁，1999年新的桂林北站投入使用。
2013年6月11日，桂林北站进入封闭施工状态。
2014年12月10日，经过翻修后的桂林北站重新投入使用。
铁路系统
湘桂铁路、衡柳线
上行方向离【衡阳站】356公里；下行方向离【凭祥站】657公里
上行站：【灵川站】（湘桂铁路、衡柳线共用）
下行站：【桂林站】（衡柳线）
衡柳线系统
衡阳（衡阳东）-衡阳南-三塘南-谭子山南-祁东-祁阳-高溪市-永州-东安东-庙头西-全州南-松川-兴安北-大榕江北-灵川-桂林北-桂林-二塘-永福南-黄腊-鹿寨北-青茅-柳州西-柳州
贵广客运专线
上行站：【五通站】
下行站：【阳朔站】
平行联络站：【桂林西站】
贵广客运专线系统
正线：
贵阳北-贵阳-龙里北-昌明-都匀东-三都-榕江-从江-三江-五通-桂林西（桂林北）-阳朔-恭城-钟山西-贺州-怀集-广宁-肇庆东-三水南-佛山西-广州南
支线：
桂林西-桂林北
上行方向接灵川火车站，下行方向接桂林火车站，并行湘桂铁路，衡柳线系统。通过湘桂灵川货运外绕线（构成联络线）与五通站、桂林西站、阳朔站共用贵广客运专线系统。
升级改造
改造
作为湘桂铁路扩能改造工程的配套工程之一，自2013年6月11日起，从桂林始发和途经桂林市的所有旅客列车不再停靠桂林北站，全部改从桂林站出发，桂林北站进入封闭施工状态。
2014年12月10日，桂林北站改造完成后，拥有9个1.25m高的标准高站台和18条股道。
地位
2014年12月26日，贵广高铁开通运营后，桂林北站开行旅客列车56对。其中，其中动车组（高速）列车29对，普速列车27对，列车开行密度将大幅增加。桂林至广州、贵阳、南宁、长沙的动车组或高速列车运行时间均为3小时左右，桂林形成东西南北3小时省会城市圈，成为广西继南宁、柳州之后的重要铁路交通枢纽。
贵广高铁的开通运营，湖南、贵州、四川、云南都将以桂林为一个重要“节点”通往珠三角地区，桂林成为连接湘、桂、黔、粤四省区乃至西南、中南、华南地区的交通枢纽。
今后桂林北站作为桂林市区内的高铁主站，承接湘桂线与贵广线上的大部分客运任务。贵广线和扩能改造后的湘桂线开通后，点对点发送的列车占多数，大多从桂林始发的高铁列车会从火车北站发出。
由于桂林北站并不在贵广高铁的主线上，而是通过连接线与之相接，因此为确保高铁速度，计划新建的桂林西站，将成为贵广线上途经桂林过路车的主要停靠站。
随着桂林北站的改造结束，桂林北站拥有9个站台18股接发股道，建有南北两座跨线天桥和一条旅客出站地道，站场规模仅次于南宁东站。
运营
桂林北站于2014年12月10日凌晨迎接办理全国铁路运行图调整后第一辆经过桂林的列车。这标志着，桂林北火车站正式投入使用，它将承接湘桂线与贵广线上的大部分客运任务，成为贵广线、衡柳线上重要的高铁枢纽，也是广西仅次于南宁东站的第二大火车站。
