衡山西站建筑外形新颖，是武广高速铁路专线上一个外观较有特色的火车站。总体造型就像两只振翅欲飞的雄鹰，两只雄鹰又组合成一个“山”字。整个车站的设计理念为“衡山独如飞”，通过不同材质地搭配抽象的浮现出两只飞鸟造型，彰显“衡山独如飞”的设计理念；同时建筑总体造型恰似一个“山”字，与南岳衡山遥相呼应。如山如云的衡山西站，让乘客联想到高耸入云的南岳衡山。