W ramach prac na stacji Warszawa Zachodnia zaplanowano przebudowę siedmiu istniejących peronów. Mają być one wygodniejsze i dostosowane do potrzeb osób o ograniczonych możliwościach poruszania się. Znacząco podniesie się standard obsługi i estetyka, a to za sprawą nowych wiat, ławek i elementów małej architektury, nie zabraknie też systemu dynamicznej informacji pasażerskiej. W planach jest również budowa dodatkowego peronu między ul. Tunelową a istniejącym peronem nr 7 oraz przebudowa przejścia dla pieszych pod torami stacji, które będzie skomunikowanie z planowaną pod stacją linią tramwajową do Wilanowa. Przebudowa peronów i tunelu zapewni dostępność dla osób z ograniczoną możliwością poruszania się.
Planowana przebudowa układu torowego zwiększy przepustowość, co pozwoli na przejazd większej liczby pociągów. Pasażer oprócz dotychczasowych możliwości skorzystania z połączeń dalekobieżnych i podmiejskich będzie mógł szybko dojechać pociągami do lotniska, z północy na południe Warszawy oraz z Piaseczna do Legionowa. W ramach inwestycji PLK przebudują sieć trakcyjną i urządzenia sterowania ruchem kolejowym, co wpłynie na sprawny i bezpieczny przejazd pociągów.
Dokładny zakres prac na stacji i w jej otoczeniu określi dokumentacja projektowa. Polskie Linie Kolejowe (PLK) już ogłosiły przetarg na jej wykonanie. Realizacja robót budowlanych planowana jest w latach 2019 -2021.
Przebudowa stacji będzie przeprowadzona w ramach projektu „Prace na linii średnicowej w Warszawie na odcinku Warszawa Wschodnia-Warszawa Zachodnia”, wartego 1 mld zł. W ramach inwestycji zostanie odbudowana stacja Warszawa Główna. W planach jest również przebudowa linii średnicowej na odcinku Warszawa Zachodnia-Warszawa Wschodnia. Przeprowadzone inwestycje mają zapewnić większą przepustowość i niezawodność na odpowiednim poziomie. Pasażerowie zyskają wygodniejsze przystanki i więcej połączeń kolejowych.
Projekt „Prace na linii średnicowej w Warszawie na odcinku Warszawa Wschodnia-Warszawa Zachodnia” jest współfinansowany przez Unię Europejską ze środków Funduszu Spójności w ramach Programu Operacyjnego Infrastruktura i Środowisko.