建設曆史
民國27年10月，湘桂鐵路衡陽站至桂林北站段通車，桂林北站投入使用，當時設有5股道和半股貨物線，站房建築面積共計365.7平方米，有貨倉677平方米。
民國30年1月由湘桂鐵路管理局管轄。桂林北站位于今的群衆路西頭，現為桂林北二場。
民國33年日軍進犯，管理局炸毀桂林北站道岔17組及其他設施。
抗日戰争結束後，民國36年11月，湘桂鐵路工程局修複湘桂鐵路北段，桂林北站重新投入運營。
中華人民共和國成立後，1950年1月，衡陽鐵路管理局修複再度被毀的湘桂鐵路北段，桂林北站客貨運恢複。次年由衡陽鐵路管理局設計施工，桂林北站增設2股貨線。
1953年1月桂林北站由柳州鐵路管理局（後柳州鐵路局，今南甯鐵路局）管轄，定為區段站。
1955年，桂林北站貨場2股延長825米。1957年增建貨倉，建築面積達532.26平方米，并擴建運轉室建築面積117.14平方米。1959年柳州鐵路局設計施工，将站場改造為一級二場，設到發線7股，編組線1股，共完成土石方1.17萬立方米，鋪設軌道2776米，耗資14.33萬元。1969年桂林北站房擴建至884平方米。1971年3月該站擴建，1977年上半年動工。1983年柳州鐵路局改建桂林北站售票房及客運行包房。1985年12月，中間站台由310米延長至560米。
因桂林北站不能滿足日益增加的客運需求，桂林北站客運站北遷，1999年新的桂林北站投入使用。
2013年6月11日，桂林北站進入封閉施工狀态。
2014年12月10日，經過翻修後的桂林北站重新投入使用。
鐵路系統
湘桂鐵路、衡柳線
上行方向離【衡陽站】356公裡；下行方向離【憑祥站】657公裡
上行站：【靈川站】（湘桂鐵路、衡柳線共用）
下行站：【桂林站】（衡柳線）
衡柳線系統
衡陽（衡陽東）-衡陽南-三塘南-譚子山南-祁東-祁陽-高溪市-永州-東安東-廟頭西-全州南-松川-興安北-大榕江北-靈川-桂林北-桂林-二塘-永福南-黃臘-鹿寨北-青茅-柳州西-柳州
貴廣客運專線
上行站：【五通站】
下行站：【陽朔站】
平行聯絡站：【桂林西站】
貴廣客運專線系統
正線：
貴陽北-貴陽-龍裡北-昌明-都勻東-三都-榕江-從江-三江-五通-桂林西（桂林北）-陽朔-恭城-鐘山西-賀州-懷集-廣甯-肇慶東-三水南-佛山西-廣州南
支線：
桂林西-桂林北
上行方向接靈川火車站，下行方向接桂林火車站，并行湘桂鐵路，衡柳線系統。通過湘桂靈川貨運外繞線（構成聯絡線）與五通站、桂林西站、陽朔站共用貴廣客運專線系統。
升級改造
改造
作為湘桂鐵路擴能改造工程的配套工程之一，自2013年6月11日起，從桂林始發和途經桂林市的所有旅客列車不再停靠桂林北站，全部改從桂林站出發，桂林北站進入封閉施工狀态。
2014年12月10日，桂林北站改造完成後，擁有9個1.25m高的标準高站台和18條股道。
地位
2014年12月26日，貴廣高鐵開通運營後，桂林北站開行旅客列車56對。其中，其中動車組（高速）列車29對，普速列車27對，列車開行密度将大幅增加。桂林至廣州、貴陽、南甯、長沙的動車組或高速列車運行時間均為3小時左右，桂林形成東西南北3小時省會城市圈，成為廣西繼南甯、柳州之後的重要鐵路交通樞紐。
貴廣高鐵的開通運營，湖南、貴州、四川、雲南都将以桂林為一個重要“節點”通往珠三角地區，桂林成為連接湘、桂、黔、粵四省區乃至西南、中南、華南地區的交通樞紐。
今後桂林北站作為桂林市區内的高鐵主站，承接湘桂線與貴廣線上的大部分客運任務。貴廣線和擴能改造後的湘桂線開通後，點對點發送的列車占多數，大多從桂林始發的高鐵列車會從火車北站發出。
由于桂林北站并不在貴廣高鐵的主線上，而是通過連接線與之相接，因此為确保高鐵速度，計劃新建的桂林西站，将成為貴廣線上途經桂林過路車的主要停靠站。
随着桂林北站的改造結束，桂林北站擁有9個站台18股接發股道，建有南北兩座跨線天橋和一條旅客出站地道，站場規模僅次于南甯東站。
運營
桂林北站于2014年12月10日淩晨迎接辦理全國鐵路運行圖調整後第一輛經過桂林的列車。這标志着，桂林北火車站正式投入使用，它将承接湘桂線與貴廣線上的大部分客運任務，成為貴廣線、衡柳線上重要的高鐵樞紐，也是廣西僅次于南甯東站的第二大火車站。
