2013年7月1日，宁杭高铁投入运行，高铁湖州站正式启用，标志着湖州正式迈进高铁时代。20分钟到达杭州，1小时通达南京，宁杭高铁的正式开通让湖州接轨全国高铁轨道网，融进了长三角一小时城市圈。

铁路，一直承担着大宗物资和大批人流的运输，对于一座城市而言，可以说是一条“大动脉”。湖州火车站，从20世纪70年代到今天，经历了“湖州西”“湖州南”“高铁湖州站”的变迁，成为湖州交通发展、城市进步的一个缩影。

1972年2月，杭牛铁路正式通车，这条从省会杭州通往安徽广德牛头山的铁路途经湖州，全长154公里，在湖州杨家埠三天门附近设有火车站，是为“湖州西”。

杭牛铁路当时由浙江省自建，主要用途是运输煤炭和战备需要，1975年时由上海铁路局接管，是一条铁路支线。虽然车站小、铁轨窄、车次少，但对于当时牛头山煤矿运输也起了极大的作用。因此，位于杭牛铁路的湖州西站，以货运为主，一天只有2对(来回4趟)车，日均客发量也就一两百人，大多是一些知青、煤矿工人及其家属乘坐，候车站的面积大概有八九十平方米。列车速度也不快，从湖州到杭州需要半天的时间，所以很少有湖州人坐火车。

1994年6月30日，作为华东二通道的宣长段(宣城至长兴)通车，与杭长线组成了宣杭单线，全长260千米。这条穿过湖州的铁路支线升级成了干线，车次和运力随之提升，“湖州西”原有的规模和设施已无法满足。1996年4月1日，坐落于湖城西郊西塞山下的“湖州南”正式投入使用，“湖州西”不再承担客运，保留货运功能。

“湖州南”相比于“湖州西”，是一个“升级版”。站房面积已有1057平方米，候车面积相较于“湖州西”增大了近10倍。刚开始一天有16对(来回32趟)车，日均客发量达到600人左右。因为“湖州南”已经可以通达全国很多省份，客流人群也发生了变化，务工人员成为了主力，可以占到70%—80%。

但是车站“升级”，对于湖州人而言，火车还不是出行方式的“优选”。主要是因为坐火车的用时并不比公路短，而且从湖城西门大桥到火车站有5.6千米的距离，连接车站与城区的是一条仅7米宽的砂石路，路况差，交通不便，影响人流量。

2003年4月，宣杭铁路复线建设动工，2005年复线建成，火车的运力和运行速度进一步提升。就在复线建成的同时，一条连接湖州南站与城区、双向六车道、50米宽的“康庄大道”动工修建，并于2006年建成通车。城区公交线13路和南浔、织里2条城乡公交线组成了百姓往来湖州南站的“三驾马车”。随着车站交通条件的改善，湖州南站的日均客发量逐年增长，到2008年最高峰时已经将近3800人。

2008年底，宁杭高铁开始动工，“湖州南”启动原地改建，客运功能转移至长兴火车站，在随后的4年多时间里，湖州火车站或者说铁路客运迎来了一次飞跃式的大发展。

原址改建的高铁湖州站，外观取意唐朝诗人张志和所作《渔歌子》的诗句“西塞山前白鹭飞，桃花流水鳜鱼肥”，主体设计如同一只白鹭展翅，象征湖州经济的飞跃。站房总建筑面积19920平方米，站房长200米、宽50米、高23米(不含地下部分)，是改造前火车站的7倍。建筑立面采用白色石材和玻璃幕墙相结合，富有现代气息，充分体现了湖州江南古城的地方特色，是湖州市的一座地标性建筑。

2013年7月1日，宁杭高铁开通运营，湖州正式迈入高铁时代。这条高铁线，北起南京，南至杭州，在湖州境内设长兴、湖州、德清3座车站，设计时速可达350公里/小时，从湖州到杭州东最快只需21分钟，不管往杭州方向还是南京方向都平均12分钟就有1列，基本实现了公交化运营。

2016年9月11日，高铁湖州站首次开行至杭州东的始发列车，不仅结束了湖州市无始发高铁的历史，而且让市民在“高铁时代”共享“同城生活”，更好地满足了到杭湖两地上班、上学、出游以及商务的需求。

走进如今的高铁湖州站，站房建筑恢弘大气，站内明亮整洁，售票、安检、候车秩序井然。据高铁湖州站统计，平均每12分钟就会有一辆列车从湖州站驶过，从早上6点35分首班至晚上11点35分末班，一天最多有159个班次的列车进出湖州站。高铁湖州站还汇集了铁路、城市公交、出租、城市轨道交通(规划预留)等换乘功能，真正成为了湖州市的综合性交通枢纽。

高铁带来的不只是速度，还有设施、服务，这也改变了人们的出行习惯。高铁开通以来，湖州站的日均发送和到达旅客数量逐年上涨，日均发送和到达旅客都在10000人以上，长假期间要达到18000人左右。高铁因准点、高效、便捷、环境佳成为了大多数人出行的首选交通方式。

在客运迈入高铁时代的同时，2019年1月11日，浙北最大、生态公园式、兼具铁公水多式联运功能的铁路货场——湖州西铁路货场也正式投入运营，打通货运又一个出海通道。

2020年，商合杭高铁已开通，沪苏湖高铁正式开工建设。未来，宁杭、沪苏湖、商合杭、宣杭及湖州站将形成汇集南京、杭州、上海、合肥四个方向的十字交叉大型综合性“四线一枢纽”，湖州将全面打通东南西北快速通道，成为长三角“1小时经济圈”中一个重要节点城市。