2008年1月20日车站迎来大规模的扩建改造，工程总投资达13亿元，计划于2010年9月完工。 重建中央广厅，候车室为两层，一层与站台平，二层新建高架候车室，同时，增设12米进深的柱廊，在站房基本站台侧向北扩建10米，最高峰候车能力可达8000人。站台增至8个，均被钢结构无柱雨棚覆盖，且为加高站台，乘客一步可跨进车厢。

 改造后的汉口站通过的列车时速可达200公里，并且预留250公里及以上的条件。此外，汉口站改建现有的站房及新建高架候车室等房屋面积共计3.5万多平方米，新建覆盖8个站台无站台柱雨棚8.4万平方米，所有的站台全部改建为高速列车站台，屋顶雨棚采用我公司8mm透明耐力板和4mm散光板。

 改造后其通过的列车时速可达200公里，并且预留250公里及以上的条件，最高峰候车能力可达8000人，与已投入使用的新武昌火车站及正在兴建的武汉火车站规模相近。