新武昌火車站外形及其具有荊風楚韻。整個車站造型和“楚皇宮”相似。其中突出的大廳屋頂象征武漢在“中部崛起”，屋頂九片重檐同心排列象征著武漢“九省通衢”的重要地理位置。

車站為高架車站，站房主體三層，一層為地面架空層，二層為站臺層，三層為候車層。武漢火車站建筑總面積35.5萬平米，其中站房建筑面積10.7萬平米，站前高架平臺面積1.2萬平米。無柱雨棚長486米、寬123米，外形為波浪形，以體現武漢的“江城”特色。

車站的基調為銀灰色，外墻鑲嵌著“編鐘”，更有荊楚古文化特色。在候車廳內，還有巨幅荊楚特色的石雕。車站屋頂采用的是鋼網架結構，跨度有72米，在天空中畫出條條美麗的弧線，屋頂采用輕質鋁錳合金面板，重量是普通彩鋼的?，不僅能吸音減噪，且使用壽命能達50年。新武昌火車站還采用了很多人性化無交叉、無障礙設施。獨特的設計和精美的施工工藝使其鐵路樞紐的地位更加突出。