2010年，为迎接2010年上海世界博览会的召开，上海站进行大规模整修翻新。时至今日，上海站仍然是上海市铁路客运的主要综合交通枢纽之一，并有上海轨道交通1号线、3号线和4号线交汇于此。首先进行了高站台改造；其次从2009年6月起，车站开始了新建无柱雨棚和北广场的扩建工程。改造后北站房向东西两侧各延伸了60米，向北延伸25米，其面积由原先的1000平方米扩大到15560平方米，足足扩大了15倍并覆盖玻璃幕墙；同时原先的蓝色顶棚双站台柱雨棚被横跨站场的白色无站台柱雨棚替代。全部工程于2010年春运前完工。