2005年末，哈大高速鐵路由中國國家發(fā)改委批復(fù)立項，線路共設(shè)置車站24個，其中包括新大連站。2010年4月1日，新大連站正式開工建設(shè)。2010年7月，原中華人民共和國鐵道部正式將新大連站命名為大連北站，原有的大連北貨運站（入船站）于2011年7月20日更名為大連東站。2012年12月1日，伴隨著哈大高速鐵路開通運營，大連北站正式投入使用。2015年12月17日，丹大快速鐵路正式開通運營，大連北站為該線路的始發(fā)樞紐站。2016年5月15日零時起，大連北站首次開行普速列車（大連北-伊春K1021/2次）。2017年10月28日，大連北站綜合交通樞紐工程正式開工建設(shè)，計劃于2021年建成。2019年7月10日，中國鐵路沈陽局有限公司對哈大高鐵和丹大高鐵線的時刻表進行了建站以來最大的一次優(yōu)化，原來由大連站始發(fā)開往北京的D31次、開往上海虹橋的G1251次、開往吉林的G8013次、G8019次調(diào)整至大連北站始發(fā)，至此，大連北站成為跨局長線高鐵列車在大連地區(qū)唯一的始發(fā)終到車站。