地下设有铁路车站大兴机场站，为铁路及地铁共构车站，站台设于航站楼地下二层。站厅则位于地下一层，设有专用值机柜台和安检通道通往登机口（仅限国内航班）。车站在2019年9月26日北京大兴国际机场通航翌日开通。目前途径大兴机场站的线路有国铁京雄城际铁路和北京地铁，未来国铁城际铁路联络线、雄安轨道交通R1线亦会通过新机场。北京地铁大兴机场线为中国首条最高速度160公里/小时的城市轨道交通线路，从草桥到新机场运行时间仅需19分钟。北京大兴国际机场开通后在大兴机场线沿线车站开通城市航站楼业务。届时，乘客如需前往