铁路上海南站位于徐汇区西南部，南站主站屋和车站南北广场占地60公顷，东起柳州路，西至桂林南路，北靠沪闵路，南抵石龙路。南站主站屋设计为巨大圆形钢结构，高47米，圆顶直径200多米，总面积5万多平方米建筑整体结构，气势磅礴。南来北往的火车可从主体建筑的架空部分穿行而过，意寓"车轮滚滚，与时俱进"。主站屋为南北贯通、高进低出、高架候车。大致分为三层：中层与地面同高，为站台层，设有13条铁轨和6个上下客站台，另有通道与南北广场相连，还设有贵宾候车室、车站公安派出所等；上层为出发层，设有周长为800米的高架环形出发平台、可同时容纳一万余人候车的大空间候车区、检票通道等；下层为到达层，设有旅客出站地道、南北地下换乘大厅、地铁一号线、三号线、即将建设的轻轨L1线、部分长途客运和旅游专线等，在站内实现零换乘。南站南北广场平面设计为园林绿地和旅游集散地，南北广场地下设计二层商铺、道路和仃车场，总建筑面积为12万平方米。

        南站周边地区规划开发总面积为2.77平方公里，目前规划控制范围，北起沪闵路、龙华港，南至石龙路、罗城路、老沪闵路，东西分别以龙吴路和桂林南路为界。南站地区的规划起点是"世界一流，城区精品"。它的城区景观设计要和上海世界级城市的繁荣繁华相适应，与徐家汇城市副中心、龙华旅游城、光大会展中心、滨江开发地区共同构成联动发展的对外开放区域，成为上海中心城区一个服务全国、面向世界的区域性交流平台。南站地区的功能定位是，将交通枢纽转化为经济枢纽，以建设信息媒体城作为南站地区经济发展主要引擎，大力发展商务、旅游、金融、中介等现代服务业，适度发展高档房地产业。同时要在南站地区引入水和绿，塑造城市文化氛围，新建建筑物立面和天际线要体现城区现代化个性与风格，提升南站地区经济社会环境协调发展的人文品质。