筑黄沙至江村段铁路时始建，因地处西村，故名西村站。民国36年（1947年）改称广州西站。中华人民共和国成立前为粤汉铁路的四等站，主要办理客运业务。从1952年起停止办理客运业务，改为北煤、北果南运，南菜、南果北运的货运终到站和始发站。从1998年起在春运期间作为临时客运站，以分流节后到达广州地区旅客，减轻广州站的客运压力。2004年3月1日广州西站划归广东三茂铁路股份有限公司管理。