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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、萧山机场站和江东站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。
主要车站
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、江东站。
• 杭州东站
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。2017年到发旅客超1亿人次，仅次于上海虹桥。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2018年7月，杭州到上海每天运行130多趟，班次非常密集。杭州东站还预留了一条沪杭高铁复线。如果技术和条件允许，未来十年内，杭州东站和上海虹桥站之间还可能建一条时速超过1000公里的“超级高铁”，跑完全程只需要9分钟。
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
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，预计2018年底前开工，2022年亚运会前建成。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
杭州南站从2013年6月30日后开始扩建，预计2018年年底前开通。改造后，南站将晋升中国铁路客运站中的最高级别——特等站行列。在杭州铁路枢纽规划当中，杭州南站的功能定位是杭州南部的重要交通枢纽，主要承担通过性列车。未来，杭州南站将新建一条连接线至杭州机场，沪昆、杭甬、杭黄高铁都要经过这里进入杭州机场。
根据规划，杭州南站将引入地铁5号线，远期还将引入地铁11号线。
•杭州站
杭州站地处市中心，年代最久。以45分钟车程计算，其覆盖人口超过400万。
在杭州铁路枢纽规划当中，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。未来谋划引入高铁，打造成为杭州的新高铁枢纽，杭州的新大门。
截至2018年7月，城站已引入地铁1号线；根据规划，杭州站将引入5号线和7号线。
• 萧山机场站
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。
根据规划，萧山机场站将引入地铁1号线和7号线，以及机场轨道快线。
•江东站
截至2018年7月，江东站选址规划、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，江东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。
根据规划，江东站将引入地铁8号线。
引入线路
杭黄铁路沿途设10个站点，分别是杭州东、杭州南、富阳、桐庐、建德东、千岛湖、三阳、绩溪北、歙县北、黄山北。浙江段富阳、桐庐、建德东、淳安站均已全面开工，预计明年7月完成铺轨，2018年6月全线建成通车。
商合杭铁路全长793公里，设计时速350公里/小时，设30个车站，河南段设商丘、商丘新区2个车站，安徽、浙江段共设28个车站，其中浙江段中新建安吉站。去年1月浙江段全线开工，工期五年，预计在2020年建成通车。
杭温铁路2016年6月底顺利通过评审，预计2017年开建。它从杭州西站引出，途经义乌到达温州，建成后是杭州去温州最快1小时。