2002年由铁道部，江苏省，南京市三方共同投资在原址改建，新站房改建工程总投资3.5亿元，历时三年，于2005年9月1日作为十运会重点工程项目投入试运行内部功能采用铁道第四勘察设计院的设计方案，充分体现了标志性，功能性，系统性，先进性和文化性的有机结合用18根桅杆支撑起横向钢梁，象一艘竖起桅杆，拉满风帆的巨型帆船停泊在美丽的玄武湖畔，既具有江南文化特色，又融合现代化气息南北进深53.5米，地下1层，地上3层，站房总建筑面积41000平方米，是原站房面积的6倍比原站候车能力增加4倍票厅面积1155 m2中部为售票大厅，东端为软席贵宾候车区；二层为进站大厅，普通候车室，母婴，军人，...其中自动扶梯18部，自动代步电梯4部，垂直升降梯10部（7部残疾人电梯，3部货梯）。
