1、北京西站是地铁9号线和4号线的起点，2007年开通。但北京西站的P1停车场（北广场）和P3停车场（南广场），这两个地下停车场是有地面出口的，可以直接乘坐地铁9号线。 具体位置在北京西站北广场西侧、南广场东侧分别有一个地铁站，即“北京西站”站。
2、北京西站还有一条规划中的机场快轨线，不过现在还没动工建设。 根据《京港澳高速公路主辅路及北京南站连接线工程环境影响报告书》： 线路起自北京南站，途经崇文区、宣武区、丰台区，市郊铁路机场线由东向西敷设，在菜市口商场上方穿越西三环道路下方，并在莲花池东路南侧设一站一地体。
该报告于2005年编制完成，但至今没有正式开工修建。
桂与薇优质答主在北京西站地下一层东、西、南三个方向设城市轨道交通地面出入口，站台位于地下二层，总建筑面积10030平方米，设四个站台6条线路。目前地铁9号线、7号线在此设站运营。
北京西站地铁位于北京西站的地下二层，与北京西站的候车大厅同处一层，旅客下火车后，出北京西站南落客区出站口（天桥出站口），直接下搂到地下二层即是北京西站地铁，无需出站后再进站。北京西站地铁有东西两个进出站口，分别位于北京西站的东落客区和西落客区。
北京西站地铁为北京地铁7号线与北京地铁9号线的换乘站，两站站台均为岛式站台。北京地铁9号线在西侧设站，沿南北走向运行，北京地铁7号线在东侧设站，沿东西方向运行。北京西站地铁换乘通道长约200米。
2017年9月10日，北京西站地铁7号线正式通车。北京西站地铁7号线开通时间为5:00-23:00，单程运行约1小时，票价7元（北京市统一票价）。北京地铁9号线运行时间为5:20-23:15，单程运行50分钟，票价5～6元。
