徐州北站是徐州铁路枢纽中的主要编组站，它是在原孟家沟站的基础上改建、扩建而成的三级六场半自动化编组站，日均编解能力为24000辆，最高28000辆左右。为我国铁路大型编组站之一。不办理客运业务，但是办理货运。北货车间和北站下属铜山站、杨屯站、徐州西站都有货运业务办理的。

徐州北站是集列车编组、到发、货物运输为一体的特大型路网性车站，图定客货列车对数和有调车辆位于全国铁路第一位。独特的区位优势，凸显出徐州铁路枢纽在全国交通中的重要位置。徐州北站下辖徐州北站、徐州西站、铜山站三大货场，主要担负着淮海经济区及周边地区整车、零担、各类集装箱和长大笨重货物的发送、到达和中转业务，所属中间站杨屯站日均接进晋煤货车30余列、经内陆港口万寨港发运南下，为缓解南方电煤紧张作出了重大贡献。

1990年，徐州北编组场投产运营，经铁道部批准，徐州北站宣布成立，原徐州北站更名为徐州西站。

2000年，随着改革开放的不断深入，全国铁路生产布局进行了大规模的调整，徐州西站也调整建制，并入徐州北站。

“十五”期间，徐州北站加快设备更新改造和技术升级步伐，总体能力较以前有较大提高，职工业务素质大幅度提升。经历了六次铁路大提速的徐州北站，如今已经由高科技的数字技术逐步取代了当初设计的半自动化技术水平，职工坐在宽敞明亮的工作室内，只要轻点鼠标，便可完成对调车、车号、货检等一系列室外作业的检控。

1995年~1999年，日均办理21427辆；

2000年~2004年，日均办理22178辆；

2001年，日均办理约22000辆，年吞吐能力750万吨；

2005年，日办理提高到23000多辆；

2006年曾多次突破日办理25000辆以上。

2020年1月15日，徐州北站以办理辆数28892辆的成绩，创下建站30年以来日办理辆数最高记录。