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广州站，即广州火车站，中国主要铁路枢纽站之一，隶属中国铁路广州局集团有限公司管辖的特等站，1974年建成，4月12日营运。位于广东省广州市越秀区环市西路，广州地铁二号线和五号线在此交汇。广汕铁路,京广铁路、广深铁路、广茂铁路,广河铁路等铁路线交汇于此；是华南最大的普速列车枢纽站和广州主要的铁路客运站及中国重要的铁路交通枢纽之一，广州地铁二号线和五号线在此交会。
2017年，广州站开始启动改扩建工程，未来的广州站改造成高铁站，广清、广佛肇、广佛江珠等城际轨道引入广州站，而普速列车的接发任务将由新建的棠溪火车站担当。改造完成后将成为广州集普铁、高铁、城际、公交、长途客运为一体的华南地区大型交通客运枢纽站。
广州站原址位于广州城东南角的大沙头，原名大沙头火车站，始建于1911年，是广九铁路华段的终点站。
民国26年（1937年），国民政府动工建设广州黄埔港，并于1937年1月开工建设一条由粤汉铁路西联站（今棠溪站），经沙河、石牌、鱼珠至黄埔港的黄埔港支线。
1937年7月7日，发生了卢沟桥事变，中国抗日战争全面爆发。1937年8月，国民政府为获得英美两国的援助，方便援华物资送入内地，答应连通广九、粤汉两路。
当时黄埔港支线尚未铺轨，故利用已建成的黄埔港支线路基修建联络线，1937年8月铺轨至石牌与广九铁路接轨，称为广北联络线，自此粤汉铁路和广九铁路联通。抗日战争结束后，为配合粤汉区铁路管理局对粤汉铁路、广茂铁路、广九铁路全面管理，修筑了一条由广北联络线云麓至广九铁路永村的“云永联络线”，让粤汉铁路上的客运列车可以直达大沙头火车站，大沙头站扩张为广九及粤汉两路的旅客列车的始发、终到站，并改名为广州东站，成为广州最主要的客运火车站。
中华人民共和国成立以后，广九铁路华段改称广深铁路，广州东站也于1951年更名广州站。
1953年，广州南站至石围塘站的铁路轮渡建成使用，令广三铁路的车辆可以与粤汉、广九铁路相互过轨。1954年，为了让来自广州南站及广三铁路方向的列车可以不经广州北站（今棠溪站）折角运行，缩短运行距离和时间，广州铁路局修建了连接广北联络线流花桥和粤汉铁路广州西站的流西联络线，并在广北联络线上设置了流花桥线路所，即后来广州站的前身。
随着1957年武汉长江大桥建成，京汉铁路和粤汉铁路合并为京广铁路，以及1960年广州西南大桥（即珠江大桥）建成，广三铁路与京广、广深两路接轨，广州站进一步发展成京广铁路、广深铁路、广茂铁路三线的旅客列车到发站，客流量越来越多；且当时广州铁路枢纽内的其他车站皆主营货运，故广州站成为了广州市内最主要的铁路客运站，客流压力极其沉重。
早在20世纪50年代，广州市政府已决定兴建广州火车站，但因中国当时的经济问题而延迟动工。
1960年2月，铁道部决定建造新客站，经广州市政府审定，站址设流花桥；同年3月1日动工，至翌年3月，新客站的站场和站前广场的土石方大部分已经完工，但因大跃进运动对中国国民经济造成的损害，中央压缩建设投资规模，新客站工程暂停。
1963年广州铁路局上报要求复工，至1967年国家批准计划，惟因文化大革命干扰未能开工。在此期间，为了应付持续上升的区段列车密度，流花桥线路所于1965年升级为会让站，称流花桥站，并始发部分旅客列车。
1971年，广州铁路局再次上报，获批准为大中型项目。1972年2月，广州新客站工程复工；1974年4月10日竣工，4月12日投入营运，广州铁路枢纽布局也相应作出调整。广州新客站正式命名为广州站，位于大沙头的原广州站恢复名为广州东站，其所有客运业务逐步移至广州新客站，暂时改作简易客车技术整备作业站使用，并撤销了原流花桥站，同时广深铁路、京广铁路起点改为广州新客站。
1979年4月4日，30年来首趟港穗直通车在广州火车站开出，到了1998年，港穗直通车广州终点才前往位于天河区的广州火车东站。
1981年，为应付客运需求增长，广州站增建了第四站台。
1984年9月，位于广州站西北侧的广州客车技术作业整备站竣工投产，为广州站始发的列车进行编组、检修及整备，而位于大沙头的简易客技站则撤销关闭。
到了1985年，广州站每天始发的旅客列车对数已经由1975年的9对、1980年15对，增加到25对。
2008年起，每年春运期间广州站临时改作只办理跨省长途客车服务。广深线“和谐号”全数改为广州东站为终点站及始发站。
2015年11月17日，广州市国土资源和规划委员会对广州火车站地块城市设计导则进行公开招标采购。广州火车站改造项目涉及金额270.3亿元，主要建广清、广佛肇、广佛江珠等城际轨道引入广州站线路及站场，站台规模由4台12线扩建为10台20线。由于现有的主站厅的设计标准已经远远不能满足当下的实际客流量，广州火车站改造将于2018年启动，改造后可承受日均12万人次的客流量，主要运营高铁和城际动车，打造成现代化特大型枢纽，仅保留少量普速列车，其他普速列车的运营则由新建的棠溪站负责。
广州站当时建成时是华南地区最大的铁路客运枢纽站，站场总面积12万平方米，候车室面积8504平方米，售票处面积1108平方米，行包仓面积3823平方米，设有站台7座、地道3座，站内股道采用通过式与结尽头式混合布置，车站设计能力为日发送旅客3万人次。
刚建成时“广州站”三个大字用的是简体字，改革开放初期因为火车站方面认为繁体的“广”字比较漂亮，就换成了繁体字。不料国家语委下文指出要立即改用简体字。接到文件后，火车站觉得很为难。因为站名已经挂上去了，要马上更换难度很大。最后工作人员想起在侧门上还有另一个请郭沫若题写的“广州站”三字就是简体的，于是马上把这三个字换到大楼正面来。
广州火车站最具特色的要算是站房正面两侧的“统一祖国，振兴中华”的标语，1974年刚建站的车站大楼另有两条更长的标语，从老照片上依稀可以辨认出当初的标语是“战无不胜的毛泽东思想万岁伟大的中国共产党万岁”。改革开放后，广州作为改革开放的前沿，是港澳台同胞和海外侨胞最早进入祖国大陆的城市，广州火车站又是祖国南方的重要门户。所以广州市委在1986年要求在火车站顶，建一条全新的霓虹灯标语，内容定为“统一祖国，振兴中华”。
2015年11月17日，广州市国土资源和规划委员会对广州火车站地块城市设计导则进行公开招标采购。广州火车站改造项目涉及金额270.3亿元，主要建广清、广佛肇、广佛江珠等城际轨道引入广州站线路及站场，站台规模由4台12线扩建为10台20线。
具有40年历史的广州火车站将迎来一次史无前例的升级大改造，向城市轨道枢纽站转型。市长陈建华表态称，广州火车站改造最快将于2016年动工。
广州火车站改造被列入2015年广州重点建设预备项目中，共投资23亿元，主要为改扩建站台规模成10台20线，建设城市中心综合交通枢纽，对车站区域进行综合物业开发。
周边拆迁
计划中，广州火车站北面的走马岗、皮具城要拆迁，日后这一带将规划为城际广场，靠近城际列车进站区域。
广州火车站改造耗时多久？改造的同时能否兼顾春运？多位知情人士表示，整个广州火车站改造预计用时至少30个月，停产施工。改造开工后，将会有2年春运列车只从车站通过，但不从广州火车站发车。其间，会将乘客往广州西站、北站、东莞东、深圳站等周边车站扩容分流。
广州火车站改造工程量巨大，还牵涉不小范围的拆迁。按照设想，广州火车站北面的走马岗、皮具城要实施拆迁，日后规划为城际广场，靠近城际列车进站区域。此外，整个火车站地区的停车问题、地下空间开发、广场及衔接设施改造等也将重新考量。
地铁
广州地铁广州火车站位于广州火车站之下，是二号线及五号线的换乘车站，旅客可乘坐地铁前往广州各区。
公交
B2广州火车站总站-东圃总站
B2A广州火车站总站-汇彩路总站
B10广州火车站总站-华观路总站（岑村火炉山森林公园）
30广州火车站总站-龙洞总站（广东金融学院）
31广州火车站总站-南石西总站
52广州火车站总站-东沙工业园总站
180广州火车站总站-沥滘总站（珠江御景湾）
201广州火车站总站-犀牛角村总站（金湖路）
210广州火车站总站-南岗总站（国际玩具礼品城）
211广州火车站总站-番禺礼村
228广州火车站总站-石井庆丰总站
254广州火车站总站-石井红星村总站
257广州火车站总站-天河客运站总站
275广州火车站总站-平洲总站
275A广州火车站总站-保利西雅图总站
529广州火车站总站-太和总站
550广州火车站总站-东圃珠村总站
552广州火车站总站-芳村客运站总站
803广州火车站总站-东平总站
805广州火车站总站-集贤苑总站
805短线广州火车站总站-永泰新村总站
807广州火车站总站-嘉禾总站（长红双和工业区）
807A广州火车站总站-南航新村总站
840广州火车站总站-人和安置区总站（东华村）
862广州火车站总站-南湖总站（大河马水上世界）
862B广州火车站总站-沙太路北总站（林安物流园）
夜7广州火车站总站-海珠客运站总站
夜8广州火车站总站-赤沙总站（广东商学院）
夜11广州火车站总站-芳村西塱总站
夜14广州火车站总站-云景花园西门总站
夜18广州火车站总站-员村生活区总站（中山六院）
夜25广州火车站总站-东圃总站
夜41广州火车站总站-保税区总站（酒博城）
夜55广州火车站总站-小洲总站
夜79广州火车站总站-广州南站
夜94广州火车站总站-人和安置区总站（东华村）
夜96广州火车站总站-金沙洲总站（涛乐街）
高峰快线21广州火车站总站-天河客运站总站
高峰快线43广州火车站总站-石井红星村总站
