2018年1月23日，广东省发展和改革委员会发布《关于印发广州市2018年重点项目计划的通知》，其中提出对棠溪站征地拆迁、土建施工等相关内容；7月5日，广东省人民政府发布《关于广州铁路枢纽新建广州白云站（棠溪站）工程可行性研究报告的批复》（铁总发改函〔2018〕437 号），对文件的内容建设表示可行；9月26日，广州白云站公布《改建铁路广州铁路枢纽新建广州白云站(棠溪站)环评》全本内容 [11]；10月26日，广州市环境保护局发布《关于改建铁路广州铁路枢纽新建广州白云站（棠溪站）环境影响报告书的批复》（穗环管影〔2018〕25号），对内容表示项目建设可行 [10]；11月14日，广东省人民政府发布《关于广州铁路枢纽新建广州白云站（棠溪站）工程初步设计的批复》（铁总鉴函〔2018〕762 号），对文件的内容建设表示可行；12月20日，广州市人民政府办公厅发布了《关于印发广州综合交通枢纽总体规划（2018－2035年）的通知》，其中内容涉及广州的棠溪站 [3]；12月28日，广州白云站及配套综合交通枢纽工程动工兴建，并举行开工动员会 [6]。

2019年11月27日，广州市规划和自然资源局对广州白云站颁发建设用地规划许可证 [7]；12月28日，广州白云站举行站场综合交通枢纽一体化工程开工动员会 [5]。

2020年8月28日，广州白云站进行上盖开发项目合作方征集签约仪式，并公布中标结果 [32]；10月13日，广州白云站公布站房工程中标结果 [30]；12月26日，广州白云站完成首榀箱梁的浇筑工作 [9]。

2021年1月17日，广州白云站首块底板浇筑完成 [39]。

2022年1月6日，广州白云站完成京广铁路下行线的拨线入站工作 [40]；1月24日，广州白云站完成站房站房上部商业开发的转换层结构的封顶工程 [41]；3月19日，广州白云站进行钢结构桁架的提升工作 [28]；6月6日，广州白云站完成钢结构花瓣拼装工作 [42]；11月17日，广州白云站地铁预留工程封顶 [43]。

2023年6月19日，广州白云站站房完成封顶工程 [1]；7月15日，广州白云站完成京广线棠溪站场东侧建设工作 [8]；9月6日，广州白云站完成京广高速铁路的贯通工作 [25]；9月13日，广州白云站启用京广场新站型 [16]；9月27日，广州白云站完成东、西地块场站的东北、西南塔楼封顶工程 [31]；11月3日，广州白云站完成东、西地块场站的东南、西北塔楼封顶工程 [29]；11月18日，广州白云站进行动态检测工作 [13]；12月21日，广州白云站完成动态检测工作 [4]；12月26日，广州白云站投用运营 [12]。

2024年1月18日，广州白云站停车场正式对外开放 [46]。