线路于车站北咽喉反向接轨。环城铁路的通车使得西直门站成为京张、京门、环城铁路的三线换乘站，每日大量客流在站内换乘。在车站于1916年12月27日被京绥铁路管理局定位一等站的同时，规模受限的站场为列车到发增添了巨大的压力。1923年京张线铁路向西延伸至绥远，西直门车站改称平绥铁路西直门车站。在北京北站老站房上写有：“平绥铁路西直门车站”，是1927年到1949年使用的名字。1933、1934年又对站内设施进行小规模扩建，新建数间功能用房并对既有设施进行维护。车站于1937年已经是北京城区西北的客货运中心，