根據《佛山市綜合交通規劃（2008-2020）》，佛山市未來將形成高速鐵路、城際鐵路、城市軌道交通、支線機場、公路運輸、港口等協調發展的立體綜合交通網絡。三條國鐵（貴廣、南廣、西部沿海）大量車次在佛山西站始發或終到，兩條城際（廣佛環線、廣佛肇）貫穿其中，兩條規劃地鐵線（佛山地鐵三號線、八號線）、一條規劃新型交通線（二號線）亦穿過佛山西站,一個規劃長途客運站（佛山西站汽車站）依托于西站建設?？梢?，佛山西客站建成后，將形成集鐵路、地鐵及城市公交等多種方式為一體的綜合交通樞紐站。
由于一直未獲得鐵道部的批準，佛山西站一直處于規劃階段。佛山西站建設的滯后大大影響貴廣鐵路、南廣鐵路和廣佛肇城軌的通車。
2010年4月20日佛山西站選定“生長之樹”為建設方案。
2012年3月20日佛山西站最終獲批，但目前仍然沒有開工日期。
2012年6月21日佛山市政府常務會議通過《佛山西站綜合交通樞紐工程前期工作方案》。
2012年8月6日佛山西站正式環評公示。佛山西站預計將于2013年底建成，預期規劃運客超3000萬，兼具客運和貨運的功能。
2012年8月，佛山西站指揮部成立。
2012年12月3日，工程可行性研究報告獲鐵道部和省政府批復。
2013年2月26日，正式開工建設。
2017年6月底全面建成。
佛山西站位于佛山市南海區獅山鎮、羅村街道及大瀝鎮，站中心里程為DIK795+235，佛山西站及相關工程，包括經由本站的一定里程范圍內的5條鐵路干線工程、車站、動車運用所、綜合維修車間、相關聯絡線、走行線。 接入車站的貴廣、南廣、西部沿海、廣佛肇及廣佛環線5條線路部分里程納入本工程范圍，具體里程如下：
1）貴廣、南廣線DIK793+400～DIK797+200；
2）西部沿海鐵路上行正線DK794+219.65（對應貴廣里程）至車站，下行正線DIK793+500（對應貴廣里程）至車站；
3）廣佛肇城際FZDK31+612（對應貴廣DIK793+819.65）～車站；
4）廣佛環線城際FZDK31+612（對應貴廣DIK793+819.65）～DIK797+700（對應貴廣里程）；
站房分南北兩個高架站房，分設客專場和城際場，兩場橫列布置。車站總規模為10臺23線（含正線），其中客專車場6臺15線、城際車場4臺8線。
客專場到發線有效長650m；城際場到發線有效長400m。
客專場中間站臺按450m×12m×1.25m，基本站臺按450m×18m×1.25m設計；城際場中間站臺按210m×12m×1.25m設置。
1）站房總平面布置
采用高架站房形式，高架候車室橫跨整個站場（平行軌道方向100米，垂直軌道方向255米）。站房主體南北雙向布置，南側為客專站房，北側為城際站房。廣場分南北設置，以南廣場為主，北廣場為輔。
2）車站功能組成
由出站層（高架橋下）、站臺層、高架層三個主要層面組成、包括候車、售票、出站廳和設備管理用房等部分。
3）平面布局
① 地面出站層（+0.00m標高）
本層主要為出站換乘空間。
平面以南北向主軸線為中心對稱布置，中軸線上布置出站廳和樓扶梯，設備及商業用房，分為客專和城際兩部分；站房東西兩側為人行交通廊，將南北廣場有機聯系在一起，通廊西側為長途汽車站和公交車站，東側為出租車、社會車停車場，方便旅客搭乘。南站房兩側（架空站場外）分別為預留的長途汽車站及商業開發。
此層總建筑面積約22300O，客專部分建筑面積14680O，城際部分建筑面積7620O，預留的長途汽車站及商業開發本次未計入建筑面積。
② 站臺層（10.00m標高）
本層主要為軌行區、南北進站區及高架落客平臺。
南北兩端均設高架匝道及落客平臺與站房銜接，南站房設基本站臺候車室，客專旅客可由此候車上基本站臺，也可由此處垂直交通設施上至高架候車層；南站房布置進站廣廳和部分候車廳，二側布置售票廳、貴賓廳以及輔助辦公室。
北站房服務于城際旅客，平面主要功能為城際售票廳。
此層建筑面積約為9200O ，南站房建筑面積7200O，南站房軸線尺寸為：180（開間）*40m（進深），候車大廳面寬100m，共有5個開間；北站房建筑面積2000O，北站房軸線尺寸為：100（開間）*20m（開間）。
③ 高架層（19.0m標高）
高架候車層橫跨整個站場，設置廣廳、候車大廳以及為旅客服務的輔助用房（包括問訊、盥洗間、設備和餐廳等）。中部為進站通廊，緊鄰二側為候車區，大廳二側為衛生間及設備管理用房。候車廳兩側的輔助用房上方設商業夾層（標高25.0m），提供休息、餐飲、商業等服務。
此層建筑面積約36500O，候車大廳（包括客專、城際）軸線尺寸為100*255m，其中客專部分建筑面積約25120O，城際部分建筑面積約11380O。
旅客流線分析
旅客進站采用“上進下出”的流線模式，由高架進站，從地面廣場出站。
① 進站流線：
客專旅客通過南高架平臺進入南站房，通過垂直交通設施可到達高架進站層等候，檢票后下至站臺層上車。貴賓及到基本站臺的旅客可在站臺層通過基本站臺直接進站。
城際旅客通過北高架平臺進入北站房，在站房內乘樓扶梯上到高架候車室等候，檢票后下至站臺層上車。
② 出站流線：
客專旅客到達站臺層經樓扶梯下到地面廣場層，在出站廳檢票后，通過出站通道離開；旅客出站后分別通過廣場東西兩側的公交車、出租車和社會車輛離站。
城際旅客到達站臺層，經樓扶梯下到地面層的城際付費區，檢票后離站。
③ 換乘流線：
客專旅客換乘城際：在地面層可直接由出站廳到南北聯系通道，進入城際付費區。
城際旅客換乘客專：在站臺層可經上行樓扶梯至北側高架候車室，實現與客專的換乘。
主要技術經濟指標
站房總建筑面積（客專部分+城際部分）：約68000O，主體共三層。
其中 客專部分（47000O）：
高架候車室：25120O
南站房（二層）：7200O
南地下出站廳：12400O，
并入的設備及生產用房：2280O
城際部分（21000O）：
高架候車室：11380O
北站房（二層）：2000O
北地下出站廳（城際）：5900O
并入的生產用房：1720O
站臺無柱雨棚鋼結構覆蓋面積：
客專部分 52000O
城際部分 8000O
（3）動車運用所
動車運用所位于車站的東北部，分為客專運用所和城際運用所，每個運用所包括存車場和維修車間，存車場和維修車間縱列式布置。
客專運用所近/遠期設存車線24條（1線2列位），4/6線檢查庫（1線2列位），檢查庫除承擔佛山西站始發西部沿海、貴廣客專、南廣線動車組的存放、一二級修外，還可承擔貴廣客專、南廣線、西部沿海引入廣州南站產生的一二級修，以解決廣州南運用所一二級檢修能力不足的問題。設2條進出段線、1套輪對踏面診斷裝置、2套單向洗車機、牽出線兼人工外皮洗刷線1條、1線雙軸不落輪鏇庫、1線臨修庫，按動車運用所設備配置標準配置相關運用整備設備。動車組的三四五級檢修送廣州動車基地。
按照珠三角城際軌道交通線網規劃以及自主運營、獨立管理模式，城際動車組運用檢修設施布局按檢修基地、運用所、存車場三級獨立設置。
采納珠三角生產力布局研究結論，佛山西城際運用所結合佛山西站工程新建，緊鄰客專運用所獨立設置。承擔廣佛肇、廣佛環線城際動車組的一二級修以及部分動車組存放。
城際運用所近遠期設存車線14條、一二級修庫線近遠期4/6條。2條進出段線、1套輪對踏面診斷裝置、1套單向洗車機、1線單軸不落輪鏇庫、1線臨修庫。按動車運用所設備配置標準配置相關運用整備設備。動車組的三四五級檢修送江門檢修基地。
（4）綜合維修車間（工區）
設城際綜合維修車間1處，負責珠三角城際線相關線路的養護維修，按車間與工區合設考慮。
設客專綜合維修工區1處，負責貴廣、南廣鐵路相關線路的養護維修。
1）城際綜合維修車間下設線路、橋隧、通信、信號、牽引供電、機電、自動化、建筑給水等專業工區。承擔工務、通信、信號、牽引供電、車站機電設備、自動化設備、建筑給水等設備維修、養護、臨時故障的處理和小型事故的搶修，工作由各專業維修工區完成。內設生產房屋有綜合維修樓（含工區）、軌道車保養間、材料庫等。同時設置大型養路機械及作業車停放線。
2）客專綜合維修工區設線路、橋隧、通信、信號、牽引供電、建筑給水、機電、自動化等工區。
綜合維修工區承擔工務、通信、信號、牽引供電、機電、自動化、建筑給水等設備日常巡檢、養護、臨時故障處理和配合事故的搶修。各工區具體工作內容如下：
●線路工班主要負責管內線路的經常保養和臨時搶修，同時負責線路的靜態檢測、鋼軌探傷及個別線路病害處理、負責管內線路的巡視以及配合大機作業等工作。
●橋隧工班負責對管內橋梁、隧道、涵洞等構筑物的檢查、保養和巡視。
●通信、信號工班負責管內通訊、信號、綜調設備的日常維護、管理及保養。
●牽引供電工班負責管內接觸網及設備的基層維護和事故處理，負責管內接觸網的日常維護、檢修、巡視。
●機電工班負責管內水泵、空調、電機等各種機電設備日常維護、管理及保養。
●自動化工班負責管內管內AFC（自動售檢票）、FAS（防災報警）、BAS（設備監控）、SCADA（電力監控）等各種自動化設備、相關纜線的維護和保養。
●建筑給水工班負責管內建筑設備、給排水設備、儲備水設備、管道等的日常維護管理。
相關生產用房，主要有綜合維修樓、軌道車保養間、材料庫。配置大型養路機械組停放線、作業車輛停放線。
（5）聯絡線布置
1）城際場與南廣間聯絡線
上行聯絡線由廣佛環線城際左線貫通車站，出站后以路基形式依次跨過3條動車走行線動2、動3、動4后以18號道岔在路基上以5.984‰的坡度與南廣左線接軌（對應貴廣里程DIK798+265.92），設置線路所。上行聯絡線L1全長2.064km。
下行聯絡線由廣佛環線城際右線貫通車站，出站后以隧道形式依次下穿動2、動3、南廣左線、動4、貴廣左右線、南廣右線走行線后，轉至貴廣南廣線右側以18號道岔在路基上以5.984‰的坡度與南廣左線接軌（對應貴廣里程DIK798+265.92），下行聯絡線L2全長2.00km。
城際場至南廣間上行聯絡線里程：L1CK0+000～L1CK2+064.39（對應貴廣DIK798+265.92）；
城際場至南廣間下行聯絡線里程：L2CK0+000～L1CK1+999.88（對應貴廣DIK798+265.92）。
2）南廣與西部沿海鐵路反發線
南廣與西部沿海鐵路在佛山西站有部分折返列車，為減少列車對車站西咽喉的切割，提高車站咽喉的通過能力，修建該反發線。
該反發線自車站客專場西咽喉引出后，在南廣下行線左側向西，依次跨過桂丹路，在貴廣DIK793+200處跨過貴廣南廣4條正線后轉至南廣上行線右側，繼續向西以48+80+48m孔跨跨過佛山一環后在貴廣DIK791+400處以18號道岔接上南廣右線，反發線全長2.868km。
南廣反發線里程：NZCK0+000（對應貴廣DIK794+244.87）～NZCK2+868.004（對應貴廣DIK791+400.50）。
3）動車走行線
佛山西站動車運用所分設為客專和城際兩個動車運用所，兩個運用所分別獨立，城際場與城際運用所間修建上下行動車走行線Z1、Z2，客專場與客專運用所間修建上下行動車走行線Z3、Z4。
城際場上行動車走行線Z1起點在城際場到發線上接軌，對應貴廣里程DIK796+099.88，終點里程Z1CK1+785.265，全長1.785km；
城際場下行動車走行線Z2起點與城南下行聯絡線起點相同，對應貴廣里程DIK796+281.53，從車站引出后，上跨城南下行聯絡線，再依次下穿廣佛環正線、城南上行聯絡線，接入城際動車運用所，終點里程Z2CK1+614.6，全長1.614km；
客專場下行動車走行線起點Z3CK0+000對應貴廣里程DIK796+026.21，該動車走行線從車站到發線引出在與貴廣正線并行上跨城南下行聯絡線，再依次下穿廣佛環正線、城南上行聯絡線后，接入動車運用所，終點里程Z3CK1+906.675，全長1.907km；
客專場上行動車走行線起點Z4CK0+000，對應貴廣里程DIK796+092.73，從車站到發線引出后在南廣左線與貴廣左線之間與貴廣線并行一段后，迅速以24.06‰的大坡度下降，采用隧道形式上跨城南下行聯絡線后，在下穿南廣左線與城南上行聯絡線接至動車運用所，終點里程Z4CK1+846.43，全長1.846km。
5．橋梁工程
新建特大橋3座計8025.65m，大橋1座，橋梁長度495.53m。
6．軌道
車站到發線按有碴軌道并按一次鋪設無縫線路設計。高速聯絡線采用60kg/m鋼軌，到發線、動車段出入段線采用60kg/m鋼軌，均采用無縫線路。其它站線、次要站線采用50kg/m有縫線路。
7．路基
佛山西站路基工程均為站場路基，路基全長約1.2km，其中挖方地段正線長度約為1.02km，約占路基長度的85%；
聯絡線路基長度為0.85km，占聯絡線線路總長的16.44%；
走行線線路挖方地段基長度為1.941km，占聯絡線線路總長的53.47%；
動車所場區均為路基全長約2.29km。
8．隧道工程
佛山西站與動車所共有四條走行線，其中動車走行線Z1、Z2、Z3、Z4各分布隧道一座；佛山西站與貴廣南廣線的下行客車聯絡線分布一座隧道。
9．無線通信
新建GSM-R移動通信系統。
10．電氣化
新建佛山西混合變電所1座（貴廣鐵路擬建的佛山西牽引變電所、城際鐵路新建佛山西牽引變電所、電力10kV變配電所三所合建）；新建動車運用所開閉所1座。
11．設計時速
引入本站的貴廣、南廣、西部沿海、廣佛肇及廣佛環線城際鐵路按時速200km/h速度目標值設置，但在本工程范圍內限速160km/h；站內的南廣折返線、城際場與南廣線間的聯絡線、動車走行線按時速80km/h速度目標值設置。
12．暖通
車站站房空調系統采用集中空調，冷源采用水冷冷水機組+冷卻塔，室內末端公共區采用組合式空調器，辦公及管理用房區采用風機盤管加新風系統，新風采用全熱新風換氣機；售票室、貴賓室空調采用變制冷劑流量，新風采用全熱新風換氣機；通信信號信息系統設備用房采用基站精密空調。
乘務樓、乘務員公寓設集中式空調系統，冷源采用水冷冷水機組+冷卻塔根據室外氣象條件人工啟停控制；工藝性空調、居住建筑和其它場所舒適性空調采用分散式空調系統，采用變頻分體空調、基站精密空調，根據室內環境狀態人工或自動啟?？刂?。
熱水供應采用太陽能加空氣源熱泵方式，充分利用太陽能等可再生能源，根據室外氣象條件開啟空氣源熱泵輔助供熱。
貴廣鐵路采用補償彈性鏈型懸掛，其余全部采用全補償簡單鏈形懸掛。