火车站改扩建，是国家重点建设工程、福建重点民生工程、厦门市重点工程。工程内容主要由南北两站房和市政配套工程两大部分组成。其中，主站房总建筑面积2.76万平方米;采用高架候车室，面积达7449平方米，是现有候车面积的5倍;设计标准为小时最高峰聚集人数4000人。

这种变化，使30年未曾改造过的厦门火车站，迎来一次“蜕变重生”。动车开行后，2011年厦门铁路客运到发人数为2013万人次，比增75%;今年龙厦铁路开通后，日高峰客流量超过10万人次，比今年春运还多出3万人，而明年厦深铁路开通后，这一数字将继续高速攀升。所以，若想让厦门站继续服务市民出行，必须对其进行改造扩容。

同时，火车站改扩建也将一并解决大客流量带来的车站附近交通难题，改变“站内站外一锅粥”的现状。改扩建后的厦门火车站设有南北两个广场，总面积达到4.6万平方米，将形成集铁路、长途汽车、出租车、公交和社会车辆等为一体的城市综合交通枢纽中心。另外，站区还将改造金榜路、文曾路，新建站平1路、站垂一、二、三、四路，增强交通疏导能力。

改扩建分三阶段，2012年12月底-2014年3月将施工南侧新建站台、站房部分，维持现有客运秩序;2014年4月-2015年1月全面改造施工既有的站台股道和高架候车室、北侧站房，暂停接待列车，普速客车到高崎站过渡，动车到厦门北站过渡，2015年春运前南侧站房及部分站台投用;2015年2月-2015年12月完成新建北站房及所有配套工程，全站投入运营。