沈阳南站地上分为三层，地下分为三层。地上三层分别为：地面广场、站台和候车大厅。地下三层分别为：地下14米综合换乘站、地下20米地下停车场、地下26米地铁站台。其中，在地下14米处，建有换乘大厅，从这里出门后，50米可坐上出租车，步行5-10分钟可坐上公交车，步行10分钟或300米可坐上长途客车；在地下20米，建有地铁10号线站台；在地下26米处，建有地铁4号线站台，地铁站台与换乘大厅连通，可在站内换乘地铁。

截至2015年9月，沈阳南站设有26条到发线、12个站台、22台面，途经线路有沈大高速铁路、沈丹高速铁路。

沈阳南站没有集中的购票大厅，而是在地下出站层、广场层和进站层的南北两侧都设置了自动售票机和人工售票窗口，东广场设置32个人工售票窗口、28个自动售票机，旅客可以选择在任意一层购票取票。

未携带或有效身份证件丢失的旅客，可到车站铁路公安制证窗口开具临时身份证明。

2016年元旦小长假期间，沈阳北站、沈阳站、沈阳南站共计发送旅客超46万人次。

沈阳地铁4号线与沈阳地铁10号线规划在沈阳南站设置地铁站，其中地铁4号线一期工程于2015年11月18日开工，于2023年9月29日开通运营；10号线二期工程于同日开工建设。

途经沈阳南站的有轨电车线路有沈阳浑南现代有轨电车4号线和沈阳浑南现代有轨电车6号线。

截至2019年2月，可以乘坐表中所示的公交线路到达沈阳南站周边。

乘客乘车到达沈阳南站后，通过引导标识下楼后，穿过出站闸机就来到了市政通道。市政通道向东通向浑南，向西通向苏家屯。在市政通道的南北两侧，各有两个10米左右长的小通道，通道的出口处，就是出租车的停靠处，需要打车的市民，不需要再到地上，直接就可在地下打车离开。

沈阳南站综合交通枢纽工程分一期和二期，由铁路沈阳南站、城市轨道交通和市政交通工程三部分构成。截至2015年9月，一期工程已基本完工，二期工程预计于2030年完成。

沈阳南站综合交通枢纽工程一期工程用地11.3万平方米，建筑面积13.5万平方米，建设内容包括公交场站、长途客运场站、出租场站和综合换乘大厅、候车大厅以及广场景观等工程。分为地面层、地下层。地面层以景观为主，分东西广场，地下层为换乘大厅、车辆场站、附属商业及配套设施。地铁工程也为三层结构：地下一层为站厅层，地下二层为地铁10号线站台层，地下三层为地铁4号线站台层。

沈阳南站综合交通枢纽工程二期工程目标是把该地区建设成为以枢纽为依托集各种业态的复合型街区和高密度立体空间，高楼林立，商铺云集的商务中心。

通过沈阳南站枢纽的综合建设，对南站区域整体道路、景观效果进行优化，同时合理布局各类交通、服务功能，开发地下空间，丰富新客站区域功能，形成具有特色的新型城市综合型、集约型、复合型交通枢纽典范。沈阳南站综合枢纽主要功能特点为人车分流、上进下出。东、西站房前面设进站高架桥，进站车辆直接可以把旅客送到候车层，地下出站通廊贯穿东西站房，两侧设有出租车通道及待客位，通廊两端直接衔接地铁、公交、长客、社会车场等交通方式，实现无障碍衔接。

沈阳南站是集高铁、城际铁路、地铁、轻轨、公交、出租和长途客运等多种交通方式融会贯通于一体的现代化大型综合客运交通枢纽，其开通运营，不仅对东北的经济发展，而且对以沈阳为核心一小时经济圈”的社会发展具有推动作用。