樞紐建設
民國時期，湘桂鐵路客貨列車編組工作由柳江北站（今柳州北站）擔任。1950年9月，柳江鐵路大橋恢復通車後，衡陽鐵路管理局決定將列車編組工作改由柳州站統一辦理，柳州站改建為三級編組站。隨著湘桂鐵路來賓至睦南關段和黎湛鐵路相繼建成，黔桂鐵路金城江至都勻段修復通車，柳州地區、柳州市工業發展迅速，鐵路運量逐年增加，柳州站曾多次增添設備（建站時僅有5股半道），但因修建時缺乏總體規劃，且車站周圍逐年興建不少工礦企業及鐵路單位廠房，原有站場地形狹窄，運輸設備不能適應遠期運量增長的需要。1956年4月，柳州鐵路局提出在湘桂鐵路538公里處新建柳州鐵路樞紐的設計任務書，將現有柳州站改為客運站，兼辦理工礦企業專用線取送車作業。同年7月，鐵道部批交鐵道部第二勘測設計院（簡稱鐵二院，下同）設計。翌年3月，鐵道部批覆初期按橫列式一級二場編組站設計的鑑定意見。
柳州樞紐由鐵二院負責設計，柳州鐵路局設計事務所分擔柳州車輛段設計。1956年11月完成樞紐總體布置圖，1957年12月完成初步設計，1958年底完成施工設計。總投資概算1562.8萬元，鐵道部批准以1354萬元為控制數額。
柳州樞紐初步設計包括：新建柳州南編組站（初期為到發線與調車線橫列運轉場，設簡易駝峰，遠期為三級三場機械化駝峰）、車輛段、客運站、河西村站，改建柳州站為客運站、擴建鷓鴣江站（輔助編組站）、柳州北站、柳州東貨場及柳州機務段。設計總運量1964年和1967年分別為6008萬噸和9000萬噸。
1958年8月，樞紐工程開工，由柳州鐵路局線橋、建築、電務工程隊負責施工，柳州市和忻城、三江等縣民工參加，投入的勞動力最多時路工達440餘人、民工2600餘人。編組站部分土方工程曾調集建築工程部第十二土方隊進行機械施工。1960年初，因受勞動力及材料影響縮小初期修建規模，集中力量趕築柳州南編組站。1961年11月，因縮短基建戰線而停工，建成到發線5股、調車線6股、機車走行線1股，信號及其它設備尚未配套，未能交付運營。共完成土石方172.96萬立方米，中、小橋2座872米，涵管12座，正線鋪軌7.55公里，站線鋪軌28.71公里，投資1144.58萬元。
西南鐵路修建工程上馬後，湘桂、黔桂鐵路運量大幅度增長，柳州鐵路貨運量急劇增加，柳州站運能與運量的矛盾突出。1961年柳州南編組站停建時，柳州站擴建為一級二場18股道區段編組站，其中客車到發線5股、貨車到發線8股、存車線5股，是年查定柳州站能力為接發列車57列/日，解編能力817輛/日，而當年實際最高辦理輛數超過1600輛/日，其中作業車占90%以上，經常發生堵塞。1964年2月，柳州鐵路局向鐵道部報送《柳州樞紐新建柳州南編組站設計任務書》，同年9月報送設計方案說明，請求自行設計施工。12月，柳州鐵路局報送擴大初步設計，翌年2月經鐵道部批准。
柳州南編組站原有兩個設計方案，第一方案為二級三場，第二方案為一級三場，最後決定向鐵道部推薦並採用投資、運營、能力等條件較優的第二方案。
1964年12月16日，柳州南編組站開工，柳州鐵路局成立施工指揮部，實行設計、使用、施工三結合的方法，現場設計，現場審批。為解決技術力量與勞動力不足，通信信號工程由鐵道部電務設計所與電務工程隊負責施工，線路工程由柳州鐵路工務部門及部分湖南調來的煤礦工人組成基本施工隊伍負責施工，同時還利用救援列車和履帶式吊車，並租用部分施工機械，提高施工機械化程度。施工按土方、鋪軌、做道、信號安裝4個階段進行。施工中充分利用舊料及舊設備改制或代用。柳州南編組站於1965年11月19日竣工交付使用。工程計畫投資800萬元，實際完成797.9萬元。
樞紐內主要站點
柳州樞紐轄內主要站點功能如下。
柳州站為一等客運站，擔負湘桂鐵路、黔桂鐵路、焦柳鐵路5個方向的客貨列車到發及通過作業，重點辦理客運業務，兼辦16條專用線的貨物到發業務。
柳州南站為縱列式三級三場駝峰自動化編組站、特等站，為柳州樞紐主體車站，主要擔負湘桂、焦柳、黔桂鐵路貨物列車解編作業和南寧、衡陽方向通過列車的技術作業，樞紐內小運轉的解編作業，以及柳州東站作業車的取送作業。
柳州東站（一等站、由柳州南站管轄）是樞紐內主要貨場、柳州市及周邊地區大宗貨物運輸的集散地和全路零擔中轉組織站之一，辦理整車貨物到發，零擔、貨櫃貨物到發中轉業務。
柳州北站（二等站）、鷓鴣江站（三等站）是樞紐內重要貨運站，與柳州鋼鐵廠、柳州電廠等19條專用線連線，承擔柳州市北工業區及鄰縣的貨物到達和傳送作業。
洛滿站是樞紐內的四等客、貨運中間站，車站貴陽端為黔桂、焦柳鐵路交會點，柳州端黔桂下行線運行黔桂、焦柳鐵路旅客列車及向貴陽、懷化方向發出的貨物列車。
鹿寨站是樞紐內重要的三等貨運站，主要擔負非金礦、化肥等重點貨物的傳送任務。其他車站均為四等中間站。
技術改造
1968年，因湘桂鐵路冷水灘至柳州段經技術改造後運能提高，經鐵道部批准，柳州鐵路局對柳州南編組站進行股道擴建工程，同年8月開工。1970年，鐵道部批准並列入該年度運輸設備大修及改造計畫。同年9月，線路工程部分竣工，完成主要工程項目有：路基工程填方4.7萬立方米，挖方4.26萬立方米，線路工程鋪軌15.122公里，新鋪道岔36組，通信、信號工程則於同年10月竣工。
1972年末，柳州南編組站查定接發列車能力170列/日，解編車輛能力4355輛/日。
1973年9月，因在建的枝柳鐵路須經柳江方向引入柳州南編組站，鐵二院對柳州樞紐擴建進行方案研究。1974年12月，鐵二院提報兩個方案，第一方案在原一級三場東側另建一個二級二場編組站，第二方案在原有一級三場基礎上擴建為二級四場，並將第一方案作為推薦方案。
1975年，柳州鐵路局在鐵二院第二方案基礎上，向鐵道部提出編組站站型及枝柳鐵路引入線方案意見，1976年鐵道部批准由柳州鐵路局進行初步設計。1977年11月，柳州鐵路局提出二級四場和三級三場兩個方案初步設計，並推薦縱列式三級三場站型方案，1978年4月，鐵道部批准三級三場方案。1980年5月，柳州鐵路局按批准的初步設計，完成施工設計並組織工程處進點施工。
1991—1997年，柳州樞紐（不含主要站）無大的改造工程。
1998—1999年，鐵路局對焦柳鐵路柳牙段進行擴能改造時，投資1081.7萬元對樞紐內的洛滿站、柳江站、太陽村站、新圩站進行股道延長。
2000—2001年，鐵路局投資658萬元，延長鹿寨站南頭3—6道，新建8道牽出線。投資2165萬元，改造對亭至洛埠間3個小半徑曲線。投資198.9萬元，拆除對亭大橋，在舊橋旁建設新橋，橋長135.2延長米，2001年6月，工程全部竣工。
2002年12月，柳州站北頭湘桂鐵路K532+212處修建框架立交橋1座，橋淨空11×4×20米。
2003年、2005年，鐵路局分別投資427萬元、1200萬元，對鷓鴣江站進行電氣集中改造，實施增加股道和股道延長工程。
2003年9月，由鐵路局和柳州市共同出資，在柳州站南頭修建龍屯立交橋。橋主跨位於湘桂鐵路K533+833處，主橋結構為鋼筋混凝土系桿拱橋，總跨度92.5米，淨跨度單孔14米，高5.5米，跨越站內7股道。
2004年年末，龍屯立交橋建成後，撤銷原機動車輛、人行平交道口，城市道路交通和樞紐行車安全改善。
2012年12月開始，柳州鐵路樞紐編組站進行站改，原來為縱列式單向三級三場，改造升級將出發場、調車場、到達場分別增至2個。共鋪設軌道69.40公里，道岔181組。2015年3月20日，該站東半場正式開通運營。
發展規劃
2016年11月18日，柳州市委常委會議還審議並原則通過了《關於柳州鐵路樞紐總圖規劃意見》等事項。
2017年5月24日，柳州鐵路樞紐規劃相關線路引入方案研究及規劃柳州至桂林客專引入預可行性研究項目進行公開招標。
