在西安北站，进出车站的交通方式如下：
进站：出租车和社会车辆可以通过东侧的ES匝道进入二层高架停车平台，然后从西侧的WS匝道驶离，地下车库和出租候车站位于广场下方。对于出租车，它们可以在地面停车场接客后，按照指示进入斜列式上客区，沿尚新路离开。
社会车辆和贵宾车辆的进站路线与出租车相似。社会车辆在火车站高架停车平台下客后，可以选择WS匝道驶向尚新路或进入地面停车场；若设有地下停车库，可选择地下。贵宾车辆可以从明光路或尚新路进入，上基本站台后，经尚新路或尚贤路离开。
公交车辆从尚新路方向来，单向行驶，从东侧站区东一路进入公交车站，再从东二路驶离。长途汽车则在南广场东侧的地块设站，便于乘客换乘。
西安北站的轨道交通规划中，地铁二号线贯穿车站南北，计划在南广场设置地下换乘大厅，实现国家铁路与城市轨道的无缝对接。经过与地铁部门和设计单位的沟通，轨道交通线路已调整至站房中部，与站房布局更加协调。
2011年1月11日开通运营的西安北站是西成、大西、徐兰、西银等四条快速铁路交汇的枢纽型车站，也是关中城际铁路网的中心车站。西安北站对于西安铁路枢纽以及西安“米”字型铁路网的建设有重大意义。该车站投资60余亿元人民币，站房面积33.66万平方米。西安北站设南北双向客运站房、双向站前广场，站房采用高架候车与线下出站的布局，旅客流线采用 “上进下出”立体分离集散方式，互不干扰。西安地铁2号线引入西安北站地下层，与国铁实现“零换乘”。2011年1月11日，西安火车北站正式运营。