龙洞堡高铁站位于白云至龙里北联络线K21+122M处，距离贵阳东站18.231公里，距离龙里北站23.918公里，车站到发线与正线分设在隧道中。全站设有正线2条到发线2条（均为848米），道岔8组，设侧式站台2座450米×8米×1.25米。龙洞堡高铁站位于龙洞堡机场航站楼西侧广场的地下二层，售票大厅紧邻候车大厅，宽敞明亮。售票大厅设置了5个人工窗口和4台自动售票机，从售票窗口旁边就是候车大厅，大厅设置有4个安检通道、8个检票口和近300个座位，高峰时可同时容纳旅客1000多人。候车大厅还有客运值班室、公安值班室、哺乳室、吸烟室和开水房等配套设施。站房分为地下一层和地下三层（二层为城市轻轨），其中出地面积788平方米、地下一层大厅2958平方米、与轻轨衔接换乘大厅1170平方米，办公设备用地3372平方米、站台及合建环控机房13478平方米、通道建筑面积8250平方米、共计30216平方米。