永州市火车站提质改造项目总投资约1.3亿元，2019年5月开工，2019年年底完工。
一是外立面改造。通过整体的外立面翻新改造，新增骑楼廊道和进站大厅区域增加建筑面积约3590平方米。
二是内部空间改造。将目前4个候车室的布局调整为2个大候车室（每层一个）的布局，将既有站房天井位置打通，改造成候车室，候车室面积将增加1170平方米。
三是增加自动扶梯和垂梯。为有效解决旅客上下车难的问题，将候车大厅目前垂直布置的2台自动扶梯调整为横向布置，同时在候车大厅增加一台垂直电梯，方便旅客上下楼乘车。在天桥增加4台自动扶梯，其中1站台2台（一上一下），2、3站台各1台（向下运行）；在出站地道增加3台自动扶梯，其中1站台1台（向上运行），2、3站台各1台（向下运行）。
四是增加和更新检票闸机。为有效解决进出站难的问题，增加实名验证口数量至5个（其中人工通道1个，自动人脸识别验证通道4个）。增加候车室闸机口总数量至16个（每层8个），同时对设备系统全面升级，大幅缩短通关时间。
五是优化交通组织。扩大南北两侧进、出站道路宽度，调整公交车和出租车上下客、候车布局；增加风雨连廊，在站房右侧出站口至候车区和左侧对称位置增设长约35米，宽8米的风雨连廊，方便旅客雨雪天气出站换乘。
六是优化广场整体布局和绿化。对已有乔木基本保留并进行绿化提质，取消进站口前的绿地，在广场绿地的游道两侧、广场局部区域适当增添花乔灌木，保留广场弧形水体，在水体中间设置一座宽约12米的小桥，旨在打通整个广场中轴线，提升广场的通透性。
