北京西站位於鐵路北京西客站，南北廣場之間的高架候車室、鐵路站台股道下方，主體呈南北向佈局。北京西站北靠北京西站北廣場、蓮花池東路，西臨蓮花池公園，南依廣安路、北京西站南廣場。
截至2021年3月，鐵路北京西客站位於北京西站正上方，旅客可經鐵路北京西站換乘高速動車組列車。途經北京西站的鐵路線路主要為京雄城際鐵路、京九鐵路、京廣鐵路、北京地下直徑線、京廣高速鐵路、北京市郊鐵路城市副中心線等。
北京西站地鐵工程是鐵路北京西站的重要附屬配套工程，也是使得鐵路北京西站成為世界一流水平的現代化鐵路車站的重要工程。北京西站的建設不僅可以增加鐵路的客流量，還能帶動北京城西、城南的經濟發展。
