截至2020年12月，沈阳有2个高铁站，沈阳北站和沈阳南站。

沈阳北站是中国铁路沈阳局集团有限公司管辖的客运特等站，是中国东北地区重要的铁路枢纽之一，是中国国家“七五”计划期间重点工程，是沈阳市最主要的铁路客运站之一，是沈阳铁路枢纽的重要组成部分。沈阳北站总建筑面积12.11万平方米，主体为空间钢管连续拱桁架结构，采取人流、车流分层进站方式。高架候车厅总建筑面积为3.2万平方米，采用高架钢结构模式，棚顶为钢结构加铝板的形式，两侧为大面积玻璃窗。

沈阳南站是中国铁路沈阳局集团有限公司管辖的一座铁路车站。沈阳南站站房总建筑面积25.42万平方米，候车大厅3.1万平方米，可同时容纳10000名旅客候车。车站设有26条到发线、12个站台、22台面。