2000年，石龙站改造完成，成为广深铁路城际列车的中间站之一。2007年2月1日，石龙站停靠首趟和谐号CRH1A型电力动车组列车。随着城市发展，石龙站因车站规模小、无法满足客流需求，加之所处区域水网密集、土地狭窄而无法扩建车站以及无法接驳东莞轨道交通2号线，故东莞市政府决定于2009年在石龙镇西湖区新建石龙站作为客运大站。2014年1月8日，拥有103年历史的石龙站停止客运业务，原停靠石龙站的所有城际列车改停新建东莞站。2016年4月14日，石龙站始发第一趟前往德国杜伊斯堡的中欧铁路集装箱列车；该货车是当时中国国内运距最长的中欧班列。截至2019年1月，石龙站中欧班列已常态化运营。