1945年9月，抗日战争胜利后，武汉区铁路管理局成立。

1950年8月1日，武昌总站改称武昌南站。

1957年10月，武汉长江大桥通车，武昌新站建成，又名武昌客车站，属汉口铁路局运输分局管理。

1963年4月，武昌新站属武汉铁路分局管理。

1968年—1969年在，站场西侧建成大型候车室3486平方米，站前面积近3万平方米，两侧分别建有市场、餐馆和邮电局大楼，为方便旅客，还设有地下餐厅和旅社。

1969年新站房落成，5月1日，车站正式迁入新址营业，9月16日，武汉铁路分局向郑州铁路局申请批准该站为一等站。建站后，随着客流量的增加，旅客列车到发次数不断上升，从原来的每天4列增加到11列，原有站场股道不能满足旅客运输增长的需求，造成列车经常机外停车。

1972年，武汉铁路局在三站台东侧，增设了一股长609米的到发线。

1974年，武昌工务段将所有的道岔全部更换，提高了道岔通过能力。

1975年7月1日，新余家塆车站改名为武昌南站时，武昌客车站改为武昌站，共有站线20条，其中到发线7条。

1981—1982年，武昌站进行了第二次站场扩建，加铺了9道和11道两股到发线，候车大厅1976.7平方米（400个座位、容纳2000人）、快车候车室462.8平方米（70个座位、容纳450人）、贵宾室240.5平方米（20座位、容纳90人）。

1982—1983年，武昌站新建了第四座站台，延长了两座地道长度，并新建、改建了二、三、四站台钢筋混凝土雨棚，扩建了软座候车室，并对全站的线路作了必要的更新调整。

1992年1月，改革开放总设计师邓小平同志南巡时，在武昌站的站台上，发表了“发展才是硬道理”的重要讲话。

1996年，武昌站开始使用电子系统售票。

1998年1月7日，武昌站实现安全生产4900天。

1999年开始，中国有了黄金周，武昌站从只忙春运，变成了一到节假日就忙。T字头的特快列车逐渐增加，武昌站日接发列车增加到了100多列。

至2002年末，为客货运特等站，是武汉地区最大的客流集散中心和中南地区主要客运站，办理武汉铁路枢纽江南地区始发、终到、通过旅客列车的乘降作业和客运行李、包裹的发到中转业务，发售全国铁路各站客票。站场设股道11条，站台4座。候车广场面积19350平方米。有2个候车大厅和1个软席候车室。第一候车厅面积2957平方米，候车能力为2464人；第二候车厅面积1690平方米，候车能力为1408人；软席候车室面积963平方米，候车能力为503人。售票厅面积1004平方米，开设21个售票窗口。行包仓库总面积2752平方米，其中承运仓库700平方米，可存行包1273件；到达仓库952平方米，可存行包1370件；中转仓库1100平方米，可存行包3300件。在省内外设立行包营销网点23个。

2004年，中国铁路第五次大提速中，首次新增最高时速160公里夕发朝至的Z字头直达特快列车。4月17日20时35分，武昌站开出首趟至北京西站的Z38次列车。

2006年5月8日，武昌站进行站房改造扩建。

2007年4月18日，中国铁路第六次大提速中，武昌站拥有第一趟动车组，武昌—长沙D149次列车，同时，新增武昌—上海南Z25次、武昌—杭州Z45次、武昌—宁波Z31次、武昌—深圳K555/6次。

2007年12月19日，改造扩建后极具荆楚特色的“楚王宫”武昌火车站落地，成为中国铁路武汉局集团有限公司第一座按照世界现代化理念设计改造的火车站。

2008年1月19日，新站房部分投入使用，整体站房和相关配套工程于9月份完工。

2009年4月1日，合（肥）武（汉）铁路客运专线开通动车组，武昌站开出至上海站的D3012次首发列车。11月11日，原汉口至十堰的D5201/2次列车改为D5204/5、D5206/7次并调整至武昌站始发终到，首次开行去往汉丹线的动车组。

2010年，武昌站实行了互联网售票和电话售票。

2013年12月28日，武咸城际铁路开通运营，当天6点10分，武昌站开出首列至咸宁南站的C5001次列车。

2020年，可使用“铁路e卡通”扫码乘车。

2024年6月，根据新规划，武汉将新建武汉天河站、长江新区站、武汉新城站等，形成“五主（武汉站、汉口站、汉阳站、武汉天河站、武昌站）三辅（武汉东站、长江新区站、武汉新城站）”铁路客运站格局。武昌站承担办理除武荆线、武康线、洪湖方向外所有普速客车及武黄（冈）、武咸城际铁路到发作业。

截止2012年8月，武昌站建筑面积4.9万平方米，最多可同时容纳8000人；设有5座站台，12条股道，其中独立正线3条（含1条机走线），到发线9条。

武昌火车站方案的设计是围绕“楚文化”这一地域性历史文脉进行的。设计通过立体化建设，实现铁路、地铁、公交和长途等交通方式的立体换乘，使武昌站成为该区域的交通枢纽，做到各种交通形式间无缝对接。结合站房建设和广场规划，为市民和旅客提供共享的生态景观、公共活动和商业服务空间。

站房大楼呈中轴对称布局，外型错落有致，庄重、典雅、大方。设计手法上采用古典与现代相结合的方法，运用石材与金属板材这两种完全不同的材料组合，表达出尊重传统，面向未来的设计主旨。

设计方案从楚城和楚台入手，将站房设计成叠台形，塑造出一个稳重而又有气势的空间形象；建筑的屋顶设计采用出挑较深的坡屋顶，体现楚建筑轻盈的特点；入口雨棚吸收汉阕的理念，与站房屋顶形态呼应；加入有关楚文化的细部构件，体现建筑的人文性；建筑以米白色为主基调，适当点缀紫砂色。运用连续的竖向墙面和玻璃的交替反复体现列车的水平动态，进而形成水平方向的韵律感。

车站入口雨廊位于东、西站房的前部，利用建筑两层外墙间的空间作为雨廊，与建筑造型浑然一体；进出站地道引入“楚韵”景观通道的设计理念。各公共空间室内以楚风为主题，设置壁画、广告、书法等，电视滚动播放荆楚特色的音乐、舞蹈和艺术片等，营造一种浓郁的楚文化气氛。

2007年12月，经改造扩建的武昌站建筑面积达到4.9万平方米，最多可同时容纳8000人。截至2012年8月，武昌站车站面积19350平方米。候车大厅两个和一个软席候车室：第一候车厅（包括楼上三厅）使用面积2957平方米，候车能力为2464人；第二候车厅使用面积1690平方米，候车能力为1408人。软席候车室963平方米，候车能力为503人。售票厅使用面积1004平方米，开设21个售票窗口并分别在省内外设立了售票营销网点120个，实行微机联网售票。行包仓库总面积为2752平方米，其中承运仓库700平方米，可存行包1273件到达仓库952平方米；中转仓库1100平方米，可存行包3300件。

武昌车站为客站（包括武昌线路所），车站辖区北起蛇山脚下的武昌线路所信号机，南至上行线进站信号机。站区位于武汉市武昌闹市区，为武昌旧城与新区的分界点，东临静安路，西靠中山路，南临楚雄大街，北与规划中的紫阳东路接壤。站区用地以站房为中心规划为东、西两部分。

西广场分高架层、地面层、地下一层3层设置。高架层为人行集散和绿化景观坡地广场，体现楚风乐舞的主题。地面层设置进出站客流集散空间、商业配套设施，站房北侧为公交旅客换乘区和长途车站。地下一层布置出租、社会停车场及联系各区域的人行通道。结合规划中的地铁4号线，在广场区域地下一层设置地铁站，与广场同步建设，地铁5号线在广场西部预留出入口。东广场规划布局为“一场”、“三区”，即：客流集散广场、公交服务区、出租服务区、社会停车服务区。

站房结合城市规划设计成“一主一辅”西、东两个站房。西站房为主站房，利用站台与地面现状高差设置高架平台，旅客进出站采用高进低出的客流组织模式；东站房为辅站房，采用低进低出的客流组织模式，方便铁路站场东侧的旅客进出站。

武昌站设有5座站台，其中侧式站台1座，岛式站台4座，共9个站台面，站场设有12条股道，其中正线4条，1道为京广铁路北段下行正线，2道为京广铁路北段上行正线，3道为京广铁路南段下行正线，4道（机走线）为京广铁路南段上行正线（即原粤汉铁路正线），1道739米，2道781米，3道、4道与1道、2道按方向别接入站场；包括1条正线（3道）在内共9条到发线，包括1条机走线（4道）在内共3条独立正线；上行道岔39副，下行道岔29副，上水井109个。京广铁路北段和南段正线在武昌站交汇，至2016年，从武昌站开出的列车覆盖内地所有省份。

2010年，武昌站增设了54台自动售取票机。

2016年9月，武昌站在候车厅左侧一号售票处，是无自助取票机的。走出售票处转向右侧的楼梯，转三道弯，通过台阶到达一楼，有自助取票机处，共有23台自助取票机。自助取票机工作时间为6:30至23:30，其他时间购、取票上二楼一号售票处。在一楼自助取票机两边，设有自动扶梯，到达二楼候车厅。

进站客流路线。乘地铁、公交车和长途车到达车站的旅客由各种竖向交通到达站台层高架平台，进入中央大厅，部分旅客可直接在地面层选择快速进站通道进站；出租车和社会车辆可直达高架下客平台，旅客下车后直接进入中央大厅；旅客在中央大厅中，可以选择进入各候车室进站。

出站客流路线。下行至出站大厅，出站后由架空层出站广场迅速疏散，从这个广场可以到达地铁、公交车、长途汽车、出租车上客点、社会车停车场等。旅客可以方便地选择任意一种交通方式，迅速离站。

在大厅左右两侧，各有两部电梯，可以乘电梯直接到3楼。从候车大厅的一楼到二楼，左右两侧均安装电梯。而在二楼的人行天桥与站台间，也安装自动电梯。

武昌站设有哺乳室、残疾人专用电梯。2楼候车大厅内，主要为1号和2号候车室，以及VIP、软席候车室。在左侧还有“无障碍候车室”以及专门为带婴儿的母亲设立的“哺乳室”。

1969年时，武昌站日均发送旅客0.4万人次。

1982年—1983年，武昌站日均发送旅客1.3万人，最高发送人数为3.2万人。

1985年，武昌车站日均发送旅客1.8万人次。

1990年，车站每天始发终到和过路的列车增加到82趟。

1993年春运，武昌站创下单日发送、到达客流量共10余万人次的历史纪录。

1998年春运，武昌站累计发送旅客121．9万人次，日均发送2．44万人次，其中直通旅客94．9万人次，高峰日发送4．56万人次。

2000年10月21日，中国铁路第三次大提速后，车站日均办理接发列车235列，其中旅客列车109列，日均发送旅客2.2万人次，办理旅客5万人次，日均发送行包2900件，办理行包1.5万件。

2002年全年，日均办理接发列车235列，其中旅客列车115列；日均发送旅客2.73万人次，办理中转旅客5.1万人次；日均发送行包3200件，办理中转行包1.66万件。

2006年，武昌站日均办理接发列车235列，其中旅客列车115列；日均发送旅客3.62万人次，办理旅客5.23万人次，单日最高发送旅客人数为7万人次。

2007年春运，武昌站发送旅客135万人次，其中节后105万人次，高峰期日均发送旅客5.5万人次。

2009年春运，武昌站旅客发送总量达248万人，单日最高峰发送旅客突破10万人次，比去年增长26%。10月1日，武昌站发送旅客10.2万人次，创下新的纪录。

2010年全年，日均发送旅客6.77万人次；其中，2月20日发送旅客9万人次，春运截至2月20日累计发送旅客118万人次；清明小长假4月2日到5日，发送28万人次，比去年同期增长25%；10月1日，发送旅客达11.5万人次，刷新建站94年来单日纪录，超过该年春运10.2万人次的历史最高纪录。

2011年2月18日，武昌站发送旅客9.6万人次，是该年春运车站发送旅客最多的一天，也是武昌站春运客流最高峰首次出现在元宵节后；4月3日，发送旅客9.7万人次，创同期历史新高；10月1日，发送旅客13万人次，创历史最高记录。

2012年4月2日，武昌站发送旅客12.6万人，超过该年春运日发送旅客8.1万人的最高纪录，也创下同期历史新高；4月29日，发送旅客超13万人次；9月29日发送12.7万人次，9月30日发送旅客15.5万人次，创下了自建站以来单日最高旅客发送量的历史记录。

2013年全年，日均发送旅客约5万人次，其中，4月3日，武昌站发送旅客10.6万余人，超过该年春运期间8.6万人的最高纪录；暑运7月1日至7月31日共发送旅客207万人次；国庆假期发送旅客共82万人次，其中，9月30日发送旅客10.9万人次，为平时日均发送量的两倍。10月1日发送旅客12.7万余人次，创下了该年单日发送旅客的最高纪录。

2014年春运，武昌站共发送旅客275万人，与去年持平；4月5日，发送旅客12.3万人次，超过2014年春运单日最高发送量的8.5万人次，清明小长假4天内共发送旅客36万人次左右；4月30日，发送旅客10.8万人次，较去年同期增加5000余人；5月1日，发送旅客超13万人次，创两年来单日发送旅客最高纪录；暑运7月1日至7月31日，发送旅客218万人次；10月1日，发送旅客14万人次，创近年最高峰。

2015年1月1日，武昌站发送旅客10万人次；春运累计发送旅客281万人次，同比增长1%。其中，3月7日发送旅客9.1万人次，创下该年春运期间该站送客量的最高记录；

2016年全年，武昌站日均办理接发旅客列车224列，高峰时段平均3.5分钟办理一趟接发列车，5月15日后，武昌站日常共办理客车219列，增加4列，日均发送旅客约6万人次。其中，4月2日发送旅客超12万人次。

2017年全年，武昌站日均办理接发旅客列车200多趟，节假日高峰期可达300多趟，高峰时段平均3.5分钟办理一趟接发列车，日均发送旅客5万多人次。春运高峰期间，武昌站每天开行343趟列车，其中近9成是普速列车，只有不到20趟动车，主要发往上海、宜昌、襄阳、十堰、咸宁等地，高峰期日发送旅客达到8万人次左右，40天春运共发送旅客约260万人次；4月2日发送旅客12.7万人次；4月29日发送旅客12.6万人次；10月1日发送旅客13.5万人次，创同期历史新高。

2018年春运40天，武昌站共发送旅客240.3万人次。10月1日发送旅客12.7万人次。12月30日发送旅客8.5万人次，是元旦假期客流最高峰。

2019年全年，武昌站日均办理旅客列车201趟，其中始发33趟，终到31趟，通过137趟，日均发送旅客5万人次左右，其中，春运40天共发送旅客260万人次，4月5日发送旅客12万人次左右，超过该站该年春运单日客流最高峰。5月1日发送旅客12.5万人次，4月30日至5月4日到达旅客约42万人次。6月6日至6月9日发送旅客32万人次，其中6月7日为客流高峰日，发送旅客10.8万余人次。12月30日开始，武昌站共计办理旅客列车213列，始发35列，终到33列，通过145列，其中日常线205列，高峰线8列。

2020年五一假期，武昌站发送旅客5.6万人次，其中5月1日发送旅客1.6万人次，也是五一假期单日最高客流量。“中秋”“国庆”长假9月28日至10月8日共发送旅客45万人次，日均约4万人次，单日最高峰10月1日发送旅客5.5万人次。

2021年中秋小长假武昌站发送旅客16.1万人，日均4万人，单日最高峰9月19日发送旅客5.6万人。国庆假期共发送旅客52.6万人次，日均4.8万人次。其中，截至9月30日18时当天发送6.1万人次，10月1日发送6万人次，10月2日发送5.2万人次。

2022年元旦首日发送旅客5.2万人次，春运首日发送2.3万人次。4月28日到5月5日发送11.6万人，日均1.5万人，最高峰4月30日发送2.2万人，暑运7月1日至8月31日发送旅客175万人次。国庆期间日均发送4万人次，最高峰10月1日发送5.5万人次。

2023年上半年武昌站累计发送736.83万人次。其中，春运累计发送旅客125.4万人次，比2022年同期增长16.9%，1月17日发送旅客32203人次，1月27日发送3.7万人次，1月28日发送旅客3.9万人次，端午小长假发送旅客36.1万人，最高峰6月22日发送旅客10.1万人次。9月27日至10月8日发送旅客92万人次，比2019年同期增长1%，最高峰9月29日发送13.8万人次。

2024年春运，武昌站累计发送125.4万人次，同比增长52.5%。4月4日发送9万人次，4月6日发送8万人次。5月1日发送12.7万人次。5月5日发送8.4万人次。

武昌站的“铁心楚韵580”服务台，设置了微博预约和电话预约服务等30余项特色服务项目。

“铁心楚韵580”服务台是2015年中宣部命名的全国首批“学雷锋示范点”，提前掌握困难旅客春运的出行需求和出行信息，为他们提供接、送站等个性化的温馨服务；安排“580”服务台的工作人员走访联系了一些团体，了解其出行需求。

“铁心楚韵580”服务台把老幼病残孕等重点旅客服务作为提升春运服务质量的重要内容，在较大高铁客专车站设置无障碍购票窗口，在进站验证口、安检口外，为行动不便的老人、病人、孕妇、残疾旅客设置爱心通道和专门服务台。

截至2017年1月，武昌站的“铁心楚韵580”服务台共为近3000余名预约重点旅客办理了“一对一”的助行服务。

2017年春运，武昌火车站出现了VR模拟导航、微信助行、温馨小屋等一系列的服务项目；开展重点旅客预约服务，通过12306网站邮件、客服电话，为需要依靠器械行动的残疾旅客提供预约进出站、上下车帮扶服务；设置医疗服务点，在各次旅客列车上配备“爱心医药箱”，为旅客提供紧急医疗救助服务；招募多名高校大学生青年志愿者在站内开展引导、重点帮扶等志愿服务。

武昌站旁边的武汉宏基客运站有直达武汉天河机场的机场大巴，约1个半个小时到；也可以先乘坐公交到武珞路傅家坡客运站下车，再乘坐机场巴士。

从武昌站乘坐武汉地铁4号线（武汉火车站方向），在中南路站换乘武汉地铁2号线 （天河机场方向），到达天河机场站，共约1小时32分钟。

往光谷方向：可以选择武昌火车站综合体公交枢纽内上车，乘坐518路、538、903路等公交，也可前往武昌火车站公交场站上车，搭乘593路、59路公交。

往青山友谊大道方向：可在武昌火车站东广场搭乘540路公交前往。

往汉口方向：可选择武昌火车站综合体公交枢纽搭乘10路，也可在武昌火车站东广场站搭乘706路前往建设大道。

往汉阳方向：可在武昌火车站公交场站上车搭乘222路公交前往。

武昌站有武汉地铁4号线途径，分别往蔡甸柏林和武汉火车站方向，上行方向（武汉火车站-柏林）和下行方向（柏林-武汉火车站）的首车发出时间都为06:00、末车发出时间都为22:30。

武汉地铁7号线设于武昌火车站西广场北侧的地下，沿中山路下穿公路隧道东侧布置。武昌火车站为4、7号线换乘站，L型换乘，7号线已于2018年10月通车；东广场远期可换乘11、12号线。

武昌站附近有武汉宏基客运站和傅家坡长途汽车客运站2个汽车站。

武汉宏基客运站跨省线路主要有上海、南京、九江、芜湖、安庆、常州、长沙、益阳、邵东等，其余均为省内班线和远郊区线路。

截至2017年2月，傅家坡长途汽车客运站有160多条班线网络覆盖湖南、安徽、浙江、江苏、河南、福建、广东、广西、上海等18个省、自治区、直辖市，营运辐射半径达1600公里。

从武昌站开出的列车通往全国各地，可直达中国内地所有省级行政区。为减轻武汉长江大桥的压力，地处长江以南的武昌站主要承担横跨长江南北走向的京广铁路旅客列车的始发、终到和过境。

武汉的火车站命名极具特色，与其他城市以“东、西、南、北”等方向来命名不同，武汉中心城区由武昌、汉口、汉阳合并组成，武昌站、汉口站、武汉站并称为“武汉三大火车站”。因而直接以其地名来命名，对武汉不了解的人以为武昌站不在武汉。

因为武昌站在长江以南，故有人提议，以方向来命名，将武昌站改名为“武汉南站”。但是中国铁路武汉局集团有限公司认为武汉三镇——武昌、汉口、汉阳见证了武汉的沧桑历史，直接以地名来命名能体现历史特色，让人们永记历史，故武汉的火车站坚持以地名直接来命名的特色。