火车南站站总建筑面积为38562.32平方米，其中5号线站层为21016.55平方米，同步实施预留17号线站层为17545.77平方米；主体建筑面积为35232.83平方米，其中5号线站层为19762.29平方米，同步实施预留17号线站层为15470.54平方米。5号线站层主体结构全长306.8米，标准段宽度为25米，埋深23.76米，有效站台长度为120米，宽度为13.8米；同步实施17号线站层全长310米，标准段宽度为26.2米，埋深19.2米，有效站台长度为140米，宽度为15米。风道及消防通道建筑面积为2816.99平方米，其中5号线站层为1077.68平方米，同步实施预留17号线站层为1739.30平方米；车站设备区设5个独立出入口，其中1个为消防通道出入口，4个为紧急疏散口。

火车南站站5号线站层为地下三层双柱三跨岛式车站，同步实施预留17号线站层为地下二层双柱三跨岛式车站；地下一层为站厅公共区，与国铁出站厅、市政广场合建，顶板采用镂空结构，站厅和地面之间设置夹层；地下二层为17号线站台层以及5号线设备区；地下三层为5号线站台层，换乘节点位于两线站台中部；站厅公共区与市政广场工程地下大厅合用，不设独立的公共区出入口；1号风亭组活塞风亭位于杭州南站枢纽东广场东侧绿化带，为独立设置的低风亭，新、排风亭与市政广场物业开发综合楼合建，采用高风亭；2号风亭组活塞风亭位于杭州南站枢纽东广场北部公交车场北侧，为独立设置的高风亭，新、排风亭位于公交车场内并与之合建，采用高风亭；3号风亭组位于杭州南站枢纽东广场中部偏西，活塞、新、排风亭皆为高风亭，与市政广场工程合建；4号风亭组活塞风亭位于杭州南站枢纽东广场南侧，为独立设置的低风亭，新、排风亭位于杭州南站枢纽市政东广场南部，与市政广场工程合建。5号线和17号线站层共用冷却塔集中设置于杭州南站东广场南北向道路东南侧；车站配线为顺岔单渡线。

火车南站站付费区位于地下一层站厅中部，东、西、南、北四侧均设置安检、进闸通道，出闸通道位于东、南、北三个方向，站厅与站台以2组长扶梯和1台垂直电梯连接；地下三层为5号线站台，南侧为5号线往姑娘桥站方向轨行区（上行线），北侧为5号线往金星方向轨行区（下行线）。

据2024年2月杭州地铁官网数据，火车南站站的首末班车时刻如下所示：

据2024年2月杭港地铁和杭州地铁官网数据，火车南站站的设备设施如下所示：

截至2023年12月，铁路杭州南站位于火车南站站上方，旅客可经铁路杭州南站乘坐高速动车组列车或普速列车。途经杭州南站的铁路线路主要为杭甬客运专线、杭昌高速铁路、沪昆高速铁路、沪昆铁路、萧甬铁路等。

火车南站站与杭州南站换乘采用“单向免检”模式，实现铁路到达旅客换乘地铁时直接购票进站，无需再次安检。

截至2023年8月，火车南站站可换乘杭州南站至绍兴、宁波城际列车，途经杭州南站的城际铁路线路为绍兴轨道交通城际线。

据2024年7月杭港地铁和杭州地铁官网数据，火车南站站的公交换乘信息如表格所示：

据杭州市规划和自然资源局发布的《杭州市综合交通规划（2021-2035年）》显示，火车南站站规划接入杭州地铁17号线，并与杭州地铁5号线实现“十字”节点换乘。截至2020年6月30日，17号线站层主体结构已随5号线火车南站站工程同步建成。