既有线动车组列车的始发站，但自2010年10月26日沪杭高速铁路开通运营后，原先在上海南站开行的D字头列车全部转移至上海虹桥站开行，而该站也一度成为只办理普速列车接发任务的车站。2012年金山铁路支线改建工程改造完工后，上海南站正式开行往方向的城际动车组列车，由此上海南站也恢复为办理动车组列车始发任务的车站。随着复兴号CR200J型电力动车组的上线，上海南站曾于2019年3月底开行始发经既有沪昆铁路至杭州站的D字头列车；另外在2019年5月起，上海南站亦开行由CR200J担当的，开往管内各站的D字头列车