Pociągi dalekobieżne Na stacji zatrzymują się: wszystkie pociągi obsługiwane przez PKP IC, tj. kategorii Express InterCity Premium, Express InterCity, Euronight, Intercity oraz TLK; pociągi Interregio (na trasie Warszawa – Łódź) obsługiwane przez Polregio; weekendowe pociągi osobowe Łódzkiej Kolei Aglomeracyjnej (również na trasie Warszawa – Łódź); komercyjny pociąg osobowy Słoneczny (Warszawa – Gdynia/Ustka), obsługiwany przez spółkę Koleje Mazowieckie.
Powiązania komunikacyjne Po południowej stronie dworca znajduje się przystanek ZTM Dworzec Zachodni, a po stronie północnej znajduje się przystanek Dworzec Zachodni (Tunelowa). Po stronie południowej znajduje się również postój taksówek. Po obu stronach dworca znajdują się parkingi.
Plany na przyszłość mały|Remont stacji w 2021 Władze Warszawy zaplanowały, aby podczas budowy linii tramwajowej z Wilanowa do Dworca Zachodniego powstał tunel tramwajowy pod dworcem i torami. Długość tunelu ma wynieść 850–1000 m, a przystanki mają znaleźć się po obu stronach torów kolejowych. W podpisanej 7 lipca 2020 umowie na kompleksową przebudowę stacji zakresem prac objęto budowę tunelu tramwajowego pod stacją, podziemnego przystanku tramwajowego w stanie surowym między linią kolejową a Alejami Jerozolimskimi, wraz z przejściem podziemnym łączącym przystanek ze stacją.