铁路上海南站位于徐汇区西南部，距徐家汇城市副中心约5公里。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，南抵龙吴路。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 0f2c 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。