2008年6月投資1.5億元的太原火車站改造工程于正式拉開帷幕。這是太原站自1975年建站以來最大規模的升級改造。施工期約為6個月，2009年元旦石太客運專線開通前完工。改造后，太原火車站目前每日9000人的旅客容納量將增加近一倍。太原火車站將以更現代化、人性化的嶄新面貌與旅客見面。

　　■出站地道增設4部扶梯 
　　現狀：走進地下進出站通道內，一進通道立刻感受到陣陣涼意。因地道下面通風、排水設施不好，加上長年積水無法排除，而且地道頂棚還有漏水現象，所以才造成墻 
自動檢票機

　　
　　壁滲水、地道內非常涼爽的現象。在2、3、4站臺的樓梯處，原有的垂直電梯因年久失修已老化，門前的積水足足有10厘米。“這些電梯是給有特殊需要的殘疾人使用的，但年久失修，使用率越來越低。”范娟說，一直以來，工作人員會站在地下通道兩側疏導客流，遇到有些殘疾人需要特殊幫助，她們會把殘疾人背下去。
　　改造措施：在出站地道增設4部扶梯，在通往2、3、4站臺處的樓梯處安裝垂直電梯，以解決特殊旅客負重上下梯的不便。對地道墻面、地面、頂棚進行重新裝修，用防水材質進行屋面頂層鋪建，來防止漏水。 

　　■增加兩個出站檢票口
　　現狀：太原火車站出站集散廳內，相距不到十分鐘時間，先后有兩趟列車到達太原火車站。旅客們進入出站地道后，2分鐘內到達出站集散廳，由于檢票口只有兩個，旅客出站速度很慢，所有旅客都擁擠在集散廳出口附近。兩趟車下來的乘客大概需要20分鐘左右，才可全部出站。“集散廳面積小，檢票需要認真核對，加上檢票口只有兩個，所以旅客出站速度快不起來。” 
磁卡票

　　
　　改造措施：出站口附近將新建廁所、配線間、檢票及補票等房屋。 

　　■候車室將分普通和客專兩類
　　現狀：太原火車站第二候車室。在坐椅中間的過道里，部分乘客橫躺在坐椅上，有的還將大件的行李也放在坐椅上，而且不時有乘客踏上坐椅翻越而過。目前的坐椅都是拿螺絲固定，踩踏會使螺絲松動脫落，一旦螺絲掉了，椅子也就不能坐了。檢票人員不僅要在短短兩秒鐘的時間里檢票，還要辨認票的真假，車次信息是否與所乘列車相符。
　　改造措施：候車室改造，將隨站臺封閉逐個封閉施工。主要工作量為空調系統安裝、消防系統安裝等。為防止乘客在坐椅上橫躺等行為的發生，候車室坐椅將加扶手。西側兩個候車廳改造為普通候車室，東側兩個候車廳改造為客專候車室。四個候車室進行功能改造和裝修，設自動檢票機。高架通往站臺的臺階拆除重做，增設4部滾梯。 

　　■新建無站臺柱風雨棚 
　　現狀： “雨雪天氣，經常是一手拿紙板，一手拿爐灰。”范娟回憶說下雪后，站臺靠近鐵道的部位積滿了雪，凍后很滑，容易發生事故。為此，工作人員會將紙板和爐 
出站地道

　　
　　灰鋪在站臺的邊沿，以保障旅客上下車的安全。
　　改造措施：站臺上的混凝土雨棚全部拆除，新建鋼筑結構的無站臺柱風雨棚，將整個站臺與鐵道包在了一起。

　　■售票廳增至兩個
　　現狀：太原火車站售票廳有15個開放的售票窗口，經常都排起長隊，個別窗口的隊伍七扭八歪都排到了售票廳門口。“很少有不排隊就能買到票的時候”，旅客最讓頭疼的就是排隊買票。“由于人流密集，大廳里的空氣很不好。”由于售票窗口有限，每天基本上都是這樣的排隊情景。
　　改造措施：此次太原火車站改造，不僅要對現有售票廳進行增設夾層、進款間等改造，還將增加售票二廳。既有軟席候車室，將改為售票二廳，與現在的售票大廳相鄰。在售票二廳南側將增加團購、機動、電訂口售票，與其他窗口分開。改造后，售票窗口將增至35個，大大緩解排隊買票的壓力，售票一廳（原售票廳）內將設自動售票機。

　　■設母嬰、團體及殘障候車室
　　現狀： 位于火車站進站口集散廳的“全國勞模史改梅助困室”，不足10平方米，是全站惟一的殘障候車室。由于空間狹小，這里只擺有9張椅子。僅有的四張嬰兒床上都躺著寶寶。“這兒的使用率是很高的，遇到節假日，這里面全都是人”，現有的母嬰候車室設施很難應對旅客需求。目前，太原火車站還沒有團體候車室，遇到旅游團隊只能是在相應的候車室內，靠墻站成一排優先剪票上站臺。

　　改造措施：
　　將現有的收費休息廳，改造為母嬰、團體及殘障候車室，并增加相應設施。

1月10日，太原火車站改擴建工程完工。中鐵六局太原站改造項目指揮部有關人士介紹，此次大規模改造從去年6月份開始，站臺進行了增高，并安裝了新式無柱雨棚，站內道岔也進行了重組……太原站以嶄新的面貌迎接旅客。
　　進站通道不再陰冷發潮
　　進入太原火車站進站通道，長300余米、寬8米的進站通道如今變得寬敞明亮。昔日的水泥地被火燒防滑地磚取代，通道兩側墻面，全部采用掛貼方式鋪設瓷磚。 
車站內

　　
　　“過去進站通道內比較潮濕。”
　　電梯就位上下站臺更便捷
　　此次施工改造后，進出站通道處處凸顯人性化設計，4個站臺與進出站通道之間，修建了電梯進行連接。攜帶東西多的旅客再也不用扛著行李爬臺階了，通過電梯就可順利上下。此外，各站臺通往進出站通道的樓梯臺階，都鋪設了防滑磚。
　　增加出站口緩解擁擠現象
　　過去只有四個出站口，旅客出站速度快不起來。此次施工改造，不僅又增加了四個出站口，而且在出站口附近，專門拓寬改造了一個面積達2500平方米大集散廳，旅客從出站通道中出來后在這個大廳得到分散，再從出站口出站，以往擁擠的現象將有效緩解。擴大廳，增加出站口，極大增強了太原站疏散的客流組織能力。
　　改進設施候車大廳煥然一新
　　太原火車站改造的另一重點是高架候車大廳。大廳通道的頂棚進行了重新改造，原先使用的是石膏板，現在采用的是鋁塑板，更加美觀，同時安裝的中央空調已經投入使用。高架候車大廳的四個候車室，大門、窗戶玻璃全部進行了更換，此次改造，候車室進行了空調系統、消防系統安裝。各個候車室里的衛生間也進行了改造，煥然一新。
　　 
雨棚

　　
　　無站臺柱雨棚寬敞明亮
　　太原站無站臺柱雨棚采用了國內當前一流火車站普遍采用的雨棚做法，參考北京南站等車站的經驗。結構類型為空間桁架結構，總面積34884平方米，建筑高度19.13米，吊頂采用寬鋁鎂錳合金吊頂，美觀大方。目前，工程已經全部完工。
　　
太原火車站售票一廳升級改造工程

　　
　　■改造售票一廳

　　從10月20日起，太原火車站售票一廳將全面封閉，開始為期60天的改造。此次主要是安裝中央空調，并對墻面、地面進行整修；改造后，售票窗口的數量保持不變。
　　太原火車站售票一廳升級改造工程于10月21日啟動，經中鐵六局太原鐵建廣大職工50多天的艱苦施工，面貌煥然一新。售票廳內所有裝潢材料均采用經國家質監局認定的環保材料。節能筒燈、高靜壓中央空調等設備設施將比改造前節能20％；新配備的48平方米液晶顯示屏滾動顯示車站公告、車次及余票情況，為旅客出行提供一目了然的參考；15個售票窗口內新型售票機已安裝到位，至此，太原站全部售票窗口出售磁卡票。這次升級改造中還特別增設了殘疾人無障礙售票窗口和三臺自動售票機，售票速度將大幅度提高。太原火車站售票一廳升級改造工程充分體現出高標準、人性化的理念，為廣大旅客提供了一個舒適快捷的購票環境。 
　　太原站每日有始發至北京、石家莊、杭州、沈陽、成都、鄭州、上海、廣州、武漢、哈爾濱、青島、包頭、重慶、廈門等地的圖定旅客列車，太原站始發至北京站、石家莊北站、沈陽北站、鄭州站的“和諧號動車組”；有途徑太原站到達西安、蘭州、臨汾、韓城、唐山、包頭的旅客列車均停靠太原站。