为了支持天津西站的扩建工程，老站房实施了一项独特的平移工程，整体向东南方向移动140米，具体为向南135米，向东40米，同时提升了2.5米的高度。西站的老候车楼是全国铁路站中历史最悠久、保存最完整且规模宏大的哥特式建筑，主体部分采用砖木混合结构，包括三层楼，总面积2058平方米，占地930平方米。建筑坐北朝南，正面中部微微突出，呈现出独特的凸字形。该建筑东西长37.24米，南北宽31.42米，高达25米，一层净高3米，二层大厅净高10.4米，其他部分为5.4米，三层净重3.6米，总重量约为5500吨。施工过程中，老站房需要穿越地铁一号线的人行通道，且周边管线错综复杂，包括电力、自来水、燃气、排水和通讯设施。
施工团队采取了细致的措施：在二楼大厅等关键部分进行轻型桁架加固，增强整体稳定性；对拱券区域采用砖砌封堵；设计了11组南北向和8组东西向的下滑轨道，轨道基础为混凝土，尤其在跨越地铁通道部分采用了筏板式基础。房屋的承载结构通过托换施工完成，利用夹墙梁和抬墙梁技术转移至托盘梁系统。最后，进行了精确的墙体切割，确保负载平稳地转移到下滑梁上。
这次平移不仅是对历史文化遗产的精心保护，更是天津城市建筑迁移技术的创新。它凭借其成本效益高、工期短、对生活和工作影响小以及环保优势，展示了新的施工策略。改造完成后，这座具有百年历史的建筑将转变为铁路博物馆，永久保存下来，成为西站副中心的象征性历史地标，收藏着铁路发展的重要实物和珍贵照片资料。
天津西站是天津现代化水平最高的交通枢纽，占地面积约68万平方米，站房主体结构为地上2层、地下3层，建筑总面积达18万平方米，车场总规模为24台24线。通过地下直径线与天津站紧密相连；站区内还设有长途客运站、两个公交首末站和大型停车场，30余条公交线路在西站设站。西站实现了铁路、公交、地铁、出租、长途客运等多种交通运输方式的“零换乘”，成为天津最大的现代化交通枢纽。新天津西站，已和北京南、济南西、南京南、上海虹桥站一起成为京沪高铁线路上的五大始发站，具备始发和终到功能。