2006年，因位于重庆市渝北区的龙头寺火车站被定名为重庆北站，车站复名沙坪坝站。2010年，沙坪坝站年客运量下滑至25万人。同年3月，原铁道部与重庆市政府联合批复重庆沙坪坝站铁路综合交通枢纽工程。同年9月，重庆市政府确立重庆交通开投集团牵头开展前期工作。2011年1月，重庆交通开投集团确定成立重庆城市综合交通枢纽开发投资有限公司为沙坪坝站改造项目业主。同年3月，沙坪坝站从“三等车站”降为“四等车站”，成为重庆主城区最小的火车客站。同年5月8日，改造前的沙坪坝站在最后一趟开往南充的绿皮火车驶出后停运封闭。同年6月，重庆城市综合交通枢纽开发投资有限公司划将沙坪坝站转至重庆交通枢纽集团。2012年7月，沙坪坝站取得项目可行性研究报告批复。同年8月，成都铁路局与重庆交通开投集团签订部市共建沙坪坝站协议。2012年12月28日，沙坪坝站综合交通枢纽改造工程正式开工。2017年6月，龙湖集团摘得沙坪坝上盖土地，开展物业上盖TOD开发。2018年1月25日，沙坪坝站综合交通枢纽改造工程一期正式投入使用。