厅在二楼、预留候车室在三至五楼，由于该建筑并非专用的铁路客运站房，所以设施不很完备，空间比较狭小。2000年10月13日，时任铁道部副部长刘志军宣布南京火车站新站房建设正式提上日程。 2002年6月18日，南京火车站改建工程动工，由铁道部、江苏省、南京市三方共同投资在原址改建，新站房改建工程总投资额达3.5亿元人民币，也是在南京举办的第十届全国运动会的重点工程项目。2005年春运期间，不少南京市民对南京站站房重建工程历经5年之久却仍未完成感到不满。2005年3月17日零时起，南京站站场改造工程展开，