2016年国家发改委发布修订后的《中长期铁路网规划》，公布了国家中长期高铁及普铁路网规划图。杭州明确为全国19个综合铁路枢纽之一，规划“一纵”“一横”两条高速铁路通道在杭州交会，分别为京沪通道和沪昆通道。

根据总体规划，杭州将形成杭州站、杭州东站、杭州西站、杭州南站、萧山机场站和钱塘站6个客运站，沪杭、沪乍杭、宁杭、商合杭、杭黄、杭温、杭长、杭甬、杭绍台等9条高铁线路，以及沪昆、宣杭、浙赣等3条干线铁路引入的大型放射型枢纽。可通往上海、南京、北京、合肥、商丘、黄山、武汉、南昌、长沙、昆明、温州、深圳、台州、宁波多个方向，基本形成“一轴两翼”的铁路枢纽布局。

根据中国铁路总公司和浙江省人民政府联合批复的《杭州铁路枢纽规划》（2016-2030年），未来杭州将一共拥有6座高铁站，分别为杭州东站、杭州西站、杭州南站、杭州站、萧山机场站、钱塘站。

杭州东站承担了杭州绝大部分高铁动车组列车，主要对接北京、上海、南京、长沙、南昌、贵阳、昆明等城市。在杭州铁路枢纽规划当中，杭州东站将主要承担杭州南北方向高铁客流。截至2022年6月，杭州东站已经引入了杭州地铁1号线、杭州地铁4号线、杭州地铁6号线以及杭州地铁19号线。

杭州西站位于宣杭铁路仓前站北侧，将按照全国铁路枢纽站标准建设，于2019年9月17日下午开工，杭州第19届亚运会前建成。在杭州铁路枢纽规划当中，杭州西站主要对接上海、武汉、合肥、温州等城市，主要承担杭州东西方向高铁客流，规模比杭州东站略小。截至2022年6月，杭州西站已经引入了杭州地铁3号线和杭州地铁19号线。

杭州南站从2013年6月30日后开始扩建，于2020年6月28日开通。杭州南站是杭州南部的重要交通枢纽，主要承担通过性列车，并新建一条连接线至杭州机场，沪昆、杭甬、杭黄高铁经这里进入杭州机场。截至2022年6月，杭州南站已经引入了杭州地铁5号线。

杭州站地处杭州市中心，年代最久。杭州站主要对接杭州与上海、南京以及省内主要城市之间的城际铁路，谋划引入高铁。截至2022年6月，杭州站已经引入了杭州地铁1号线和杭州地铁5号线。

萧山机场站规划建在杭州机场南侧，未来定位是空铁联运高铁站，也是6座火车站中唯一一个地下站。游客下飞机后，不出站就能换乘高铁。杭州周边居民也可以通过高铁快速到达萧山国际机场，飞往世界各地。

在杭州铁路枢纽规划当中，萧山机场站主要承担机场通过性列车，对接上海、南昌、长沙、昆明、宁波、黄山等城市。

截至2022年6月，萧山机场站将引入了杭州地铁1号线和杭州地铁7号线以及杭州地铁19号线。

截至2018年7月，钱塘站选址规划、功能定位、线路对比等，都已提上了日程。

在杭州铁路枢纽规划当中，钱塘站未来定位承担沪乍杭、杭绍台两条铁路旅客到发，方便大江东居民快速出行。对接上海、宁波、台州、温州等城市。

截至2022年6月，钱塘站将引入杭州地铁8号线。

1、沪杭高速铁路。

2、宁杭高速铁路。

3、杭甬高速铁路。

4、杭长高速铁路。

5、杭黄高速铁路。杭黄高铁沿途设10个站点，分别是杭州东、杭州南、富阳、桐庐、建德、千岛湖、三阳、绩溪北、歙县北、黄山北。浙江段设富阳、桐庐、建德、千岛湖站，于2018年7月完成铺轨，2018年12月25日全线建成通车。

6、商合杭高速铁路：商合杭高速铁路合肥至湖州段起自安徽省合肥市肥东县，经马鞍山市含山县至芜湖市、宣城市，到达浙江省湖州市，线路全长309公里，设计时速350公里（其中芜湖至宣城段时速250公里），于2020年6月28日开通运营。湖州至杭州段（湖杭铁路）从湖州站引出，经湖州市南太湖新区、吴兴区、德清县和杭州市余杭区、西湖区、富阳区、桐庐县，跨富春江后引入杭黄高铁桐庐站，新建线路长约137.8公里，设计时速350公里，于2022年9月22日通车。

7、杭台高速铁路：杭台高铁北起杭州东站，杭州至绍兴段利用既有杭深高铁杭甬段，新建杭台高铁绍兴至台州段线路从绍兴北站引出，经绍兴市越城、上虞、嵊州、新昌和台州市天台、临海、椒江、路桥、温岭等县区，引入既有杭深高铁温岭站。全线266公里，新建绍兴北站至温岭站线路全长223公里，设计时速350公里，设绍兴北、上虞南、嵊州北、嵊州新昌、天台山、临海、台州、温岭8个车站。

8、杭温高速铁路：杭温高速铁路自杭州市桐庐东站引出，途经金华市、台州市、温州市，引入温州北站，通过既有杭深铁路延伸至温州南站，正线全长276公里，设计时速350公里。全线共设桐庐东、浦江、义乌、横店、磐安、仙居、楠溪江、温州北、温州南等9座车站，于2024年9月6日正式开通运营。建成后实现杭州、金华至义乌和温州三大都市圈1小时通达的快捷通道。

9、杭衢高速铁路：杭衢高铁是浙江省内联通杭州市与衢州市的一条快捷高铁通道，新建正线全长约131公里，设建德、建德南、龙游北、衢江（预留）、衢州西、江山6座车站，杭州境内新建建德南站，设计时速350公里，在环杭州湾经济带、金华衢州丽水经济带间架起一条快速交通通道。

10、金建高速铁路：金建高铁位于浙江省西南部，全长64.51公里，线路自金华站引出，向北经兰溪市、建德市，在建德站接入杭黄高铁，沿线设金华、兰溪东、大洋、建德4座车站。杭州境内设建德站。

11、杭州机场高铁：杭州机场高铁自桐乡站引出，经嘉兴桐乡市、海宁市，穿越钱塘江后向南，经杭州市钱塘区、萧山区、绍兴市柯桥区，终至绍兴北站，新建正线约72公里，全线设海宁观潮、钱塘、萧山机场、绍兴北等车站，在杭州境内设钱塘站和萧山机场站。

2016年5月11日至13日，铁路总公司计划统计部在杭州组织召开了杭州铁路枢纽总图规划审查会。

2017年4月27日，杭州市人民政府办公厅印发的《杭州市重大建设项目“十三五”规划》指出，规划建设铁路杭州西站，打造全国性铁路枢纽，力争在杭州第19届亚运会前建成使用。完成杭州南站改扩建工程，提升杭州南站功能；开展杭州站改造工程，研究新增大江东铁路枢纽。

2017年7月，浙江省发改委副主任徐幸召集杭州市发改委、杭州市交通集团及相关设计单位，专题听取杭州市铁路枢纽总图规划修编情况。