建設歷史
桂林北站民國30年1月由湘桂鐵路管理局管轄。桂林北站位於今的民眾路西頭，現為桂林北二場。
民國33年日軍進犯，管理局炸毀桂林北站道岔17組及其他設施。
抗日戰爭結束後，民國36年11月，湘桂鐵路工程局修復湘桂鐵路北段，桂林北站重新投入運營。
中華人民共和國成立後，1950年1月，衡陽鐵路管理局修復再度被毀的湘桂鐵路北段，桂林北站客貨運恢復。次年由衡陽鐵路管理局設計施工，桂林北站增設2股貨線。
1953年1月桂林北站由柳州鐵路管理局（後柳州鐵路局，今南寧鐵路局）管轄，定為區段站。
1955年，桂林北站貨場2股延長825米。1957年增建貨倉，建築面積達532.26平方米，並擴建運轉室建築面積117.14平方米。1959年柳州鐵路局設計施工，將站場改造為一級二場，設到發線7股，編組線1股，共完成土石方1.17萬立方米，鋪設軌道2776米，耗資14.33萬元。1969年桂林北站房擴建至884平方米。1971年3月該站擴建，1977年上半年動工。1983年柳州鐵路局改建桂林北站售票房及客運行包房。1985年12月，中間站台由310米延長至560米。
因桂林北站不能滿足日益增加的客運需求，桂林北站客運站北遷，1999年新的桂林北站投入使用。
2013年6月11日，桂林北站進入封閉施工狀態。
2014年12月10日，經過翻修後的桂林北站重新投入使用。
鐵路系統
桂林北站上行方向離【衡陽站】356公里；下行方向離【憑祥站】657公里
上行站：【靈川站】（湘桂鐵路、衡柳線共用）
下行站：【桂林站】（衡柳線）
衡柳線系統
衡陽（衡陽東）-衡陽南-三塘南-譚子山南-祁東-祁陽-高溪市-永州-東安東-廟頭西-全州南-松川-興安北-大榕江北-靈川-桂林北-桂林-二塘-永福南-黃臘-鹿寨北-青茅-柳州西-柳州
湘桂鐵路系統
衡陽-衡陽西-朱家堰-三塘-五塘-譚子山-雞籠街-甘棠集-白鶴鋪-祁東北-新橋鋪-風石堰-白地市-萬福嶺-南河嶺-祁陽北-大村甸-水口橋-黃陽司-易家橋-高溪市-青龍磯-永州東-永州-灘頭灣-藍家村-井頭墟-東安-紫溪-黃土井-廟頭-黃沙河-永歲-新塘坪-全州-才灣-田心鋪-紹水-鹹水-四季田-百里村-南塘-興安-嚴關鄉-軍田村-大溶江-涼風橋-三街-靈川-桂林北-桂林-二塘-橫山-大溪河-塘堡-永福-葡萄-石祥-親睦村-矮嶺-波寨-大端河-黃冕-幽蘭-新村-鹿寨-對亭-雒容-洛埠-鷓鴣江-柳州北-柳州-柳州南-進德-白山-鳳凰-維都-來賓-良江-平塘-古夢-小平陽-黃坡-和吉村-黎塘-稔竹-露墟-沙江-蘆村-六景-伶俐-長塘-邕寧-屯裡-南寧東-南寧-南化-南寧南-金雞村-江西村-維羅-巴關嶺-扶綏-渠黎-大陵-渠舊-瀨湍-崇左-古坡-天西-亭亮-龍伯屯-寧明-馗塘-夏石-上石-憑祥北-憑祥-隘口（中越界）
貴廣客運專線
上行站：【五通站】
下行站：【陽朔站】
平行聯絡站：【桂林西站】
貴廣客運專線系統
正線：
貴陽北-貴陽-龍里北-昌明-都勻東-三都-榕江-從江-三江-五通-桂林西（桂林北）-陽朔-恭城-鐘山西-賀州-懷集-廣寧-肇慶東-三水南-佛山西-廣州南
支線：
桂林西-桂林北
上行方向接靈川火車站，下行方向接桂林火車站，並行湘桂鐵路，衡柳線系統。通過湘桂靈川貨運外繞線（構成聯絡線）與五通站、桂林西站、陽朔站共用貴廣客運專線系統。
升級改造
改造
作為湘桂鐵路擴能改造工程的配套工程之一，自2013年6月11日起，從桂林始發和途經桂林市的所有旅客列車不再停靠桂林北站，全部改從桂林站出發，桂林北站進入封閉施工狀態。2014年12月10日，桂林北站改造完成後，擁有9個1.25m高的標準高站台和18條股道。
地位
2014年12月26日，貴廣高鐵開通運營後，桂林北站開行旅客列車56對。其中，其中動車組（高速）列車29對，普速列車27對，列車開行密度將大幅增加。桂林至廣州、貴陽、南寧、長沙的動車組或高速列車運行時間均為3小時左右，桂林形成東西南北3小時省會城市圈，成為廣西繼南寧、柳州之後的重要鐵路交通樞紐。貴廣高鐵的開通運營，湖南、貴州、四川、雲南都將以桂林為一個重要“節點”通往珠三角地區，桂林成為連線湘、桂、黔、粵四省區乃至西南、中南、華南地區的交通樞紐。
今後桂林北站作為桂林市區內的高鐵主站，承接湘桂線與貴廣線上的大部分客運任務。貴廣線和擴能改造後的湘桂線開通後，點對點傳送的列車占多數，大多從桂林始發的高鐵列車會從火車北站發出。
由於桂林北站並不在貴廣高鐵的主線上，而是通過連線線與之相接，因此為確保高鐵速度，計畫新建的桂林西站，將成為貴廣線上途經桂林過路車的主要停靠站。
隨著桂林北站的改造結束，桂林北站擁有9個站台18股接發股道，建有南北兩座跨線天橋和一條旅客出站地道，站場規模僅次於南寧東站。
運營
桂林北站於2014年12月10日凌晨迎接辦理全國鐵路運行圖調整後第一輛經過桂林的列車。這標誌著，桂林北火車站正式投入使用，它將承接湘桂線與貴廣線上的大部分客運任務，成為貴廣線、衡柳線上重要的高鐵樞紐，也是廣西僅次於南寧東站的第二大火車站。配套交通
途經桂林北站的公交路線如下：
| 線路 | 服務時間 | 走向 |
| 1路 | 6:00~22:30 | 桂林北站-桂北客運站-桂林北站路口（去）-烏石街（去）-芳華路口-新建路口-民眾路口-商貿城-北極廣場-觀音閣-東鎮路-鳳北路口-樂群路口-藝術館-觀漪橋-信義路口-西鳳路口-九崗嶺-西門市場-東安街口-象山區政府-機場路口-翠竹路-黑山路口-東蓮站-公交琴潭車場 |
| 32路 | 6:50~22:00 | 七里店路(大學科技園)-紙馬鋪菜市-創意產業園-七里店-五里店-三里店廣場-朝陽路口-普陀路-東環市場-公交東環車場-彭家嶺-花鳥市場-桂林醫學院（分部）-虞山橋（香格里拉大酒店）-清風路-商貿城-民眾路口-新建路口-芳華路口-桂北客運站（臨時站）（去）-桂林北站路口（回）-烏石街（回）-桂林北站 |
| 100路 | 6:00~22:30 | 桂林北站-桂林北站路口（去）-烏石街（去）-芳華路口-新建路口-民眾路口-商貿城-北極廣場-觀音閣-東鎮路-鳳北路口-樂群路口-十字街(中心廣場)-陽橋-西城路口-汽車站-桂林站-上海路口-安新小區-穿山橋-輔星路口-毅峰路口-體育中心-五里店路口（去）-桂林高級技校（去）-五里店路（去）-空明路（回）-高新區（回）-政務服務中心 |
| 302路 | 6:20~19:00 | 公交靈川臨時車場-城湘路口-縣檢察院-縣糧食局（去）-縣十字街（去）-縣政府（去）-甘棠大橋（去）-縣公路管理局（回）-一小路口（回）-鋼廠路口-潭下路口-二小路口-縣交警大隊-縣質監局-禾家鋪-水泥廠路口-高速路口-市車管所-大面路口-八里六路路口-八里四路路口-八里二路路口-定江鎮-疊彩商貿城-桂林北站 |
