2009年11月，兰新高速铁路正式开建，线路途经吐鲁番市并设吐鲁番北站。2013年4月5日，吐鲁番北站正式开工建设；7月22日，主站房结构封顶。2014年8月底，吐鲁番北站竣工；11月16日，随兰新高速铁路乌哈段的正式开通而投入运营。截至2014年11月，吐鲁番北站站区面积为15万平方米，其中站房建筑面积1万平方米，建筑高度20米，设计最高可同时容纳1200人候车 。旅客流量为日均5000人，高峰时日均1万人。站台雨棚长450米，宽10.5米。