1958年,宝成铁路建成通车。 1964年,广元南站始建。 1967年,在广元站南5公里新增与广罗支线接轨的编组站广元南站正式建成,有宝成铁路与广罗支线(今广达线)过境。时至今日,广元南站仍为四川省地级市唯一的编组站。时属刚成立的成都铁路局成都铁路分局管辖。 1975年7月1日,宝成铁路全线完成电气化改造,成为中国第一条电气化铁路。 1981年,广罗支线修筑至旺苍县普济站后停建,改称广旺铁路,仍由广元南站编组接算。 2005年,全路裁撤铁路分局实行站段直管,广元南站属成都铁路局广元车务段管辖,现为一等站。 2009年12月31日,广旺铁路纳入广巴(广元--巴中)铁路,正式开工建设。 2011年12月16日,广巴铁路建成开始试运行,广元南站仍作为与宝成线接轨编组站。 2015年7月至12月,广元站改造,列车改由广元南站和昭化站担当,广元南站又开始办理客运业务,但随着广元站改造后重新启用,广元南站又停止了客运业务 。