上海北站（Shanghaibei Railway Station）位于上海市静安区，是原上海铁路局管辖的客运站，其前身沪宁铁路上海站为中国最早的铁路站房，上海北站也曾是上海陆上交通中心和南北枢纽。

清光绪三十四年（1908年）3月，伴随着原沪宁铁路全线通车，车站正式投用，原名沪宁铁路上海站，车站位于建界路（今天目东路）宝山路口，车站站房为6间平房，4间作售票、电报、邮政、办公等用，2间作候车室。

清宣统元年（1909年），沪宁线总管理处决定在毗邻公共租界北区的宝山路天目路附近兴建车站新站房，同年新站房正式建成。

民国5年（1916年）12月，原沪宁铁路和原沪杭铁路并轨工程完工，沪宁铁路上海站更名为上海北站。

民国21年（1932年），一·二八事变发生，因上海北站位于租界以外，并临近闸北战场，因此遭到破坏，四层楼房毁于战火。

民国22年（1933年）5月，上海北站进行修复，站房的底层得到恢复，二层中间部分也得到重建，同时兴建左右候车室、行李房等设施。

民国26年（1937年）8月，淞沪会战爆发，上海北站再度沦为战区并遭到日军战机轰炸。同年11月12日，随着上海除租界外全境沦陷，日军开始拆除上海南站及其附近长约1.5公里铁路，同时修复上海北站，并更名为上海驿。自此，上海所有旅客运输全部归于上海北站。

民国34年（1945年），京沪区铁路管理局接管上海北站，并于次年开始进行车站的修复和扩建。经此次修复，站内站台延长至360米，拓宽站台达2787平方米，兴建两座候车室。

民国36年（1947年）4月，上海北站升格为上海总站。

1950年3月，原上海铁路局恢复上海北站名称。

1950年8月1日，经由原中华人民共和国铁道部批准，上海北站更名为上海站，并核定为特等车站。

1960年，车站的停办货运业务，成为专营的客运车站。

1961年，车站原货运仓库进行改造，建成1041平方米的候车室和行李仓库。同时延长货运站台，改建成旅客月台，并将货物线改建成客车到发线，形成南北两区，共计11股旅客到发线，候车室达3985平方米，车站日可容纳到发列车29对。

1981年3月，因上海站虽数经改建、扩建，终因受地理环境限制，站场和设备无法得到很大改善，难以应付快速增长的客流，原铁道部与上海市人民政府向国务院提交筹建新站的报告。

1984年9月20日，上海站新站房工程正式开工。

1987年12月28日，上海站新站房正式启用，旧站房更名为上海北站，停办客运业务，改建成为上海铁路客车技术整备站，主要用作客车整备。

上海北站由英籍工程师西排立的设计，站房为高四层的西式洋房，总面积1695平方米，造价总计329440元银元。大楼一层外墙采用花岗岩修建，二层起及以上采用大理石廊柱与拱形门窗的式样，内设房间76间。此外，大楼底层建有6间大型平房，与底层相连，构成候车区域和邮政、售票的服务性区域。大楼二层及以上则作为沪宁线总管理处的办公用房。

辛亥革命后不久，孙中山回到上海，再转乘火车，到南京府就任中华民国临时大总统。民国元年（1912年）1月1日，上海各路军队在上海北站集结排列，各界人士到车站欢送孙中山，上海北站内外云集者多达万人。

民国2年（1913年）3月20日，国民党代理理事长宋教仁，因领导国民党在中华民国第一届国会议员选举中大胜，准备乘车回北京组织责任内阁，在上海北站遇刺。同年3月22日在附近的沪宁铁路医院因伤身亡。

民国10年（1921年）7月31日清晨，出席中共一大的各地代表共10余人分两批来到上海北站，乘火车前往嘉兴，在南湖的红船上，中共一大完成了全部议程。

二十世纪七十至八十年代，上海北站是上海知名地标之一，站前一幢典雅的西式洋楼，是车站广场的标志性建筑，一度成为手提包和沪产食品包装盒上的流行图案。

截至2018年8月，上海北站旧址主要分为两部分，原站场改建成为上海铁路客车技术整备站，主要用作客车整备；在原站房基础上修建了上海铁路博物馆，该馆于2004年08月28日正式开放。

上海铁路博物馆是按上海北站原沪宁铁路局四层高的英式风格办公楼依原比例80%在原址上建造，共分为四层，总面积3000多平方米，分为铁路建设、铁路运输车站场景、铁路天地、铁路跨越式发展等展区，室外还有1300多平方米的实物展区，共有50多个展项，陈列珍贵的相关遗物、不同历史时期的列车实物及照片等。

2000年8月，上海北火车站遗址（即上海北站）成为静安区文物保护单位。

自投入使用至停办客运业务的近80年，上海北站是上海陆上交通中心和南北枢纽。20世纪80年代，上海北站春运高峰时期曾创下日运输近15万人的纪录。其中，1987年的旅客发送1859.0万人次，旅客到达2077.4万人次。（上海地方志办公室评）

巨大的客运量给车站周边带来经济和社会效益，“不夜城”成为上海北站的专有名词。（温州网评）