南京南站規劃於1986年，地處南京南部新城的核心區；1991年進入早期規劃階段；2008年1月正式開工，北靠雨花臺風景區、南臨秦淮新河、西接牛首山；2008年8月規劃設計方案最終確定；2011年6月28日南京南站及北廣場正式投入使用，成為中國第一個透過垂直換乘實現真正零換乘的交通樞紐，其“垂直換乘”的設計理念被鐵道部全面推廣和使用。
截至2019年12月，南京南站佔地面積約70萬平方米，總建築面積73萬平方米，站房總建築面積約45.8萬平方米，其中主站房面積達38.7萬平方米，是亞洲最大的火車站，總投資超過300億元人民幣，站房建築秉承“古都新站”的設計理念，吸納了大量中國古典建築元素，如藻井、斗拱、窗花和木紋肌理等，同時中西合璧、兼收幷蓄，將中國宮殿建築的優勢及特點充分發揮，體現了古都南京濃郁的風格和特有的氣質。
南京南站有15個候車廳、3個站場、15個站臺，整體東西寬度450米，總高59.96米；站房屋頂南北最長451米，東西最大寬度211米，面積近10萬平方米；二層平臺為站臺層，長660米，寬450米，高12.5米；三層平臺為主候車廳，候車大廳南北長417米、東西寬156米，總面積5.8萬平方米，高22.4米；站房頂部“南京南站”4個紅色漢字單字大小為8米×8米，面積64平方米。
