2005年8月24日，衢州站站前广场及雕塑建设征求市民意见。

2006年1月2日，衢州站站房工程通过初验。5月29至30日，衢州站搬迁新址。5月29日，衢州新站正式启用。9月5日，衢州老火车站柯城区黄家街道十五里段至衢江区樟潭段、全长20千米的铁轨拆除完毕。经过城区的铁路拆除后，原地块建设为城市带状公园。老火车站站房保留，改造为会展中心。

2007年，首列动车组列车来到衢州站，衢州进入“动车时代”。

2013年，杭长客专衢州站场开始建设，新建高速站场、站台、跨线天桥和地道、维修工区等。搬迁原衢州站货场至扩建后的衢州东站，在原货场区块建设衢州站高速站场。

2014年，衢州站对原有天桥进行拆除，在原有天桥东侧建设新进站天桥，改造1，2，3站台，新建出站地下通道，候车厅二层改造为临时高铁候车室，启用自动售票机，站前广场交通换乘区进行相应调整。12月10日，沪昆高速铁路开通运营，衢州站经停高速列车。

2015年，衢州站建造临时候车室；普速1-3站台进行改造。年底，承担衢州站站房在扩改建期间的客流的临时站房基本完工，1-3站台基本改造完成；衢州市综合客运综合枢纽同时开工。

2016年1月16日，衢州站站前广场中心区域正式封闭，施工单位进场施工，标志着衢州火车站站房扩改建工程正式开工，该工程由中铁电气化局承建。2月26日，衢州站临时站房正式启用，站房及站前广场进行封闭施工改造，车站所有业务（客运、行包、票务等）均转移至临时站房办理；4月12日开始，为配合九景衢铁路和衢宁铁路线路接入衢州站普速站场等站场改造相关工程，衢州火车站暂停办理普速列车客运业务。

2017年1月6日，衢州站新站房投入使用。

2019年1月21日，衢州站西侧、万达广场南门对面的原出租汽车候车区停止使用，站前西路（煌家时尚宾馆门前）的新出租车专用道和候车区投入使用。

2019年11月20日，第二批电子客票应用推广工作启动，衢州站迈入电子客票时代。

2020年6月20日起，衢州站全面实施电子客票。

2022年3月26日0时起，恢复衢州站旅客进出站乘降业务。3月25日18:00起，恢复3月26日0时以后衢州站各次出发和到达列车售票。

衢州站站房既有浓郁的传统风味，又富有强烈的现代气息。方正的柱廊、刚直的屋顶、对称的塔楼，“千年衢州，历久弥新”，是衢州，也是衢州站的真实写照。站房由两侧的塔楼、中部的正厅及顶部的飘檐组成，立面运用了大面积玻璃和大理石贴层，辅有充满传统风味的镂刻祥云花纹，整体为白色。

截至2017年1月，衢州站站房建筑总面积为1.4万平方米（新建站房面积为9850平方米、原有站房改造面积为4190平方米），候车室采用高铁普速合一方式运行，占地面积为4632平米，高峰集结人数在3500人左右。普速站台长度为550米，宽度10米；高速站台长度为450米，宽度12米；车站跨线设施为钢架结构进站天桥（1-10站台，宽度12米）、出站通道（1-10站台，宽度10米）、行包通道（1-5站台，宽度6米）。

截至2017年1月，衢州站新候车室分为上下两层。其中实名制验票、安检、候车区、检票都集中在候车室一楼。候车室二楼东面为工作人员办公区域，西面为餐饮区域，还设有便利店、奶茶店等。旅客进站时，必须先通过候车大厅入口处的实名制验票和安检查危。旅客通过检票口后，可乘坐扶梯或者通过楼梯步行至二楼，二楼候车室与天桥相连，穿过天桥即可到达所在的站台。售票大厅位于站房西侧，行包房位于站房东南侧。

截至2017年1月，衢州站广场由旅客活动平台和站前广场两部分组成。车站旅客活动平台与站前广场高差为3米，设有车辆进站匝道。站前广场沿中轴线对称布局，布局大面积绿植，两侧对称分布大小景观绿化带，期间种植四季花草，配备休闲设施若干。

截至2017年1月，衢州站为一站两场布置，其中普速场包括3个站台、9条到发线 （含正线2条），沪昆高速场包括5个站台、7条到发线。九景衢铁路和衢宁铁路接入普速场，并且在站房侧增加到发线2条，新增中间站台1座。衢州站途经线路有沪昆铁路、沪昆高速铁路、衢九铁路、衢宁铁路。

截至2017年1月，衢州站售票大厅内设有7个人工窗口，8个自动售票机，2个自动取票机，办理售票、签证、退票、预定车票、手机核验等业务。

截至2017年1月，衢州站候车大厅内设有实名制验证口3个（其中日常设置2个，高峰期设置3个），安检仪3台（其中1台在客流高峰时段使用）。候车区设闸机2组，分为西侧普速闸机（7个通道）、东侧高铁闸机（6个通道）；候车大厅一楼的东西两侧设有卫生间、开水间，东侧还设有独立的无障碍卫生间，西侧分别设公共卫生间、餐饮商业中心、站前片区的公安、交通、路政、行政等管理部门。

截至2019年1月，衢州站出站检票口左侧设有出租车专用通道，有专用出站电梯、风雨走廊、乘坐出租车排队等候区，实现选择出租车、公交车出站旅客的分流。

2018年春运期间，衢州站发送旅客41.6万人次，其中高铁31.1万人次，普速10.5万人次，比2017年同比增长21.89%。

2019年5月1日至4日，衢州站共发送旅客62805人次。

2023年春节期间（1月21日至1月27日，共7天），衢州站累计发送旅客4.6万人次；其中1月27日（大年初六），发送旅客14357人次，到达11127人次。五一假期期间（4月29日至5月3日），衢州站累计发送旅客10.8万人次。其中5月1日至3日，连续3日旅客发送量均在2万人次以上；5月3日，发送旅客达2.6万人次，创历史新高。

截至2017年1月，城市公交车停靠站位于站前广场西侧，出站口西北侧，城际公交到发车场位于公交停靠站北侧，共有9条公交线路、4条城际公交线路进入衢州站，分别为：

截至2019年1月，衢州站站前西路（煌家时尚宾馆门前）设有出租车专用道和候车区。

截至2015年，社会车辆停车场位于站前广场东侧、东北侧两处，其中，东北侧停车场有停车位397个，东侧停车场有停车位76个。

衢州站作为沪昆高速铁路、衢宁铁路的交汇枢纽站，新站房的投入使用极大的方便了去往上海、杭州、江西、福建、安徽方向的旅客出行。让“四省通衢”的便捷道路更加通畅，同时作为衢州市新的城市名片，成为衢州的新地标建筑。（中国网 评）