西安站开行4对前往宝鸡站的和谐号动车组列车，使得陕西省成为当时中国西部地区唯一开行“和谐号”的省份。为配合郑西高铁开通，西安站于2009年6月新建6号站台，于同年年底完工。2010年2月6日，西安站首次开行高速动车组列车，但在2011年1月11日，由于西安北站部分启用，郑西高铁所有列车均改为西安北站始发终到，西安站不再开行动车组列车。2017年10月7日23时33分，西安站首次开行通过网友参与众筹所得的非图定列车（即开往的K8188次列车）。该列车是中国大陆第一个众筹火车项目，共有122名网友参与了众筹