1942年（民国三十一年）3月21日，杭州站正式启用，站房外观采用日本奈良时代的建筑风格，设有南北两个候车室。

1946年（民国三十五年）5月，杭州站属京沪区铁路管理局管辖。

1950年，杭州站被认定为一等站。

1955年，杭州站站场股道及行车设备进行改建。

1956年，杭甬铁路引入杭州站。

1971年，杭州站广场西侧新建售票房1座，售票业务转移至新售票房。

1984年，杭州站广场新建简易候车棚，一站台口搭建2个简易行包房。

1989年12月28日，杭州站新建大站电气集中投产。

1997年6月24日，杭州站停办客运业务；6月26日，杭州站拆除老站房；9月25日，杭州站主站房桩基进行施工。

1999年12月28日，杭州站新站房启用。

2009年7月5日，杭州站客运能力补强工程启动，新建第七、第八候车室以及8、9站台。

2014年11月，杭州站进行综合性更新改造，对站房内部、广场、周边道路及建筑立面进行更新。

2015年10月，杭州站进行大型综合性更新改造，对站房地下室进行改造，包括出站大厅、出租车通道、南北车库、南侧服务用房、公共走廊以及2、3站台增高工程。

2016年1月20日，杭州站综合性更新改造工程竣工。

2022年7月21日，杭州站进行更换长轨施工。

杭州站位于中国浙江省杭州市上城区城站广场8号1-3层；车站在宣杭铁路与沪昆铁路上行距艮山门站4千米，在沪昆铁路下行距南星桥站3千米，在杭甬铁路下行距杭州南站24千米；车站距杭州市人民政府约2.6千米，距杭州西湖风景名胜区约6.5千米，距京杭大运河杭州景区约4.2千米，距浙江杭州西溪国家湿地公园约11.6千米。

杭州站站房采用了高进低出航站楼式设计，其采用了巨型空间木行架支撑网架结构体系，体现江南民居“粉墙黛瓦”意象；江南传统风格的屋顶、“门”字形综合大楼下的进站大厅人字形屋顶、窗洞以及细节丰富的柱子，均由江南建筑元素衍生而来，又不失时代气息。

截至2011年11月，杭州站站房总长度为268米，宽度为23.5米，总高度为73.55米；车站售票大厅面积达1200平方米，可同时容纳800人购票。

截至2016年2月，杭州站最高聚集人数为5200人。

截至2023年7月，杭州站总建筑面积为79000平方米，其中站房面积为17000平方米、高架候车室面积为12000平方米、综合楼面积为50000平方米。

杭州站将车站功能空间划分为高架候车层、站台层、广场层三个层面。站房上侧为浙江铁道大厦。站房一楼设有软席候车室，持有软座、软卧及以上车票或商务旅客，可由此进站上车。进站口位于站房二层正中，两侧均设有商店和餐厅；售票处则位于站房二层的南北两侧：自动售票厅位于站房二层的北侧，人工售票厅则位于南侧。

截至2016年2月，杭州站设有5座站台，其中侧式站台1座、岛式站台4座，共9个站台面、14条股道；途经杭州站的铁路线路为沪昆铁路、杭甬铁路、宣杭铁路。

截至2016年2月，杭州站二楼自助售票处布置有24台自动售票机；5、6、7、8候车室设有36台自动检票机、出口处设10台自动检票机。

截至2018年4月，杭州站候车大厅服务台及售票大厅处，放置有自动体外除颤器（AED），用于对心脏骤停旅客的紧急救治。

截至2019年1月，杭州站改造后的智能厕所设置有人脸识别取纸机、蹲位显示屏等功能；杭州站厕所门口启用“厕位智能引导系统”，显示厕所内部使用情况；智能厕所设有“潮汐厕位”，机动厕位就会开放来调节男女厕位数量。

截至2013年1月，杭州站二楼售票处旁设置有办证窗口，供身份证件丢失的旅客补办临时身份证。

截至2015年1月，杭州站设置有地下停车场，分为南、北两个区域，设有停车泊位180多个。

1950年，杭州站发送旅客1304000人。

1960年，杭州站发送旅客2732000人。

1970年，杭州站发送旅客2201000人。

1980年，杭州站发送旅客5019000人。

1990年，杭州站发送旅客8926000人。

2004年1月7日至21日，杭州站发送旅客790000人，日均发送旅客52600人；1月17日，杭州站输送旅客65000人。

2012年7月1日至31日，杭州站发送旅客2752000人。

2021年9月28日至10月8日，杭州站发送旅客348500人。

2022年9月28日至10月8日，杭州站发送旅客226000人。

2023年4月30日，杭州站发送旅客52900人。暑运62天累计发送212.4万人次。9月27日至10月8日累计发送46.6万人次。

2024年春运，杭州站发送124.0万人次。五一小长假8天发送36.2万人次。

2024年“五一”假期，铁路杭州站累计发送旅客288.9万人次，日均发送旅客36.1万人次，与2023年同期基本持平。

2024年6月8日，铁路杭州站发送旅客433107人次，创历史单日发送旅客新高。

2024年9月1日晚，为期62天的铁路暑运在8月31日收官。铁路杭州站暑运旅客发送量首次突破2000万人次大关，达2051.1万人次，同比增长4.8%，创历史新高。暑运期间铁路杭州站共增开旅客列车2656列，旅客出行热门方向主要集中在北京、上海、江西、河南、福建等地。铁路杭州站下辖杭州站发送旅客214.6万人次，杭州东站发送旅客1496.6万人次，杭州南站发送旅客123.1万人次，杭黄高铁富阳、桐庐、建德、千岛湖4站共计发送旅客85.9万人次，湖杭高铁杭州西、富阳西、桐庐东3站共计发送旅客130.9万人次。进入暑运以来，铁路杭州站发送长途旅客494.7万人次，短途旅客1556.4万人次，单日发送旅客35万人次以上有17天，8月16日至19日、23日至26日分别连续4天单日客流超35万人次，其中8月24日旅客发送突破40万人次。暑期62天中，铁路运输成为学生儿童探亲访友、亲子旅游的重要出行保障，铁路杭州站累计出售儿童票176.6万张、学生票15.4万张，较2023年同期分别增长5.3%和17.6%。

截至2024年5月，杭州站设2条地铁线路，位于杭州站站前广场下方，与铁路到达层连通。

截至2024年5月，杭州站可换乘公交线路信息如下所示：

截至2014年3月，杭州站地下一层设置有出租汽车候车区，出站旅客在候车区可以乘坐出租汽车。

1984年10月，杭州站被浙江省人民政府认定为文明车站。

1999年，杭州站获得中国建设工程鲁班奖（国家优质工程）。

2000年，杭州铁路新客站工程获得第九届全国优秀设计银奖。

截至2018年2月，杭州站候车大厅设置有“赵红卫雷锋服务台”，旅客若有关于乘车出行的问题，可以在服务台问询解答。

1906年，当时江墅铁路修建完工，江指的是江干，墅则是湖墅（当时拱宸桥属于湖墅镇）。江墅铁路共有5个站点，分别是拱宸桥、艮山门、清泰门、南星桥、闸口。由于杭州的城门是早晨开门，晚上关门，人们坐火车很不方便，于是拆掉了城墙，把清泰门站迁进城里，由此大家开始叫这座城墙里的火车站为城站。

2023年5月11日，杭州市规划和自然资源局对望江单元地块相关控规调整内容进行公示，规划中包含杭州站东广场；杭州站将在贴沙河以东建设东出站口，与现有的候车厅连通，拥有2个进出站口。

杭州站是是中国“八纵八横”高速铁路网——沿海通道上的重要客站，是汇集了城市快速公交系统、轨道交通等多种交通方式的大型综合客运交通枢纽。（中国国家铁路集团有限公司 评）