衡阳市一共有五个高铁站。
分别是衡阳东站，耒阳西站，衡山西站，祁东站，西渡站。
衡阳东站位于中国湖南省衡阳市珠晖区，由中国铁路广州局集团有限公司管辖，是京广高速铁路的中间车站，衡柳铁路的起始站，安张衡快铁和南衡高速铁路的终点站。列车可经联络线进入怀衡线、吉衡线。于2009年12月投入使用。截至2009年12月，衡阳东站站台规模5台11线。
耒阳西站位于中国湖南省衡阳市耒阳市，是中国铁路广州局集团有限公司管辖的铁路车站，车站总建筑面积16755平方米，由主站房（建筑面积6060平方米）和站台雨棚（建筑面积10695平方米）组成；站房造型似一张铺开的纸卷轴，寓意世界伟大的造纸发明家蔡伦的故乡。
衡山西站位于湖南省衡阳市衡山县，是中国铁路广州局集团有限公司管辖的二等站，上行距长沙南站136公里，下行距衡阳东站41公里。车站毗邻国家自然与文化双遗产，国家5A级旅游景区——南岳衡山。
祁东站位于中国湖南省衡阳市祁东县城西南部双星村，隶属中国铁路广州局集团有限公司衡阳车务段管辖，站场规模2台4线（含2条正线），东距衡阳站74公里、西距永州站62公里。
西渡站位于湖南省衡阳市衡阳县西渡镇梅竹村，隶属中国铁路广州局集团有限公司管辖，位于怀衡铁路上，上行距衡阳东站44公里，下行距怀化南站275公里。站场规模为2台5线。
衡阳西站是火车站。衡阳西站在1944年6月的衡阳保卫战中被毁，解放衡阳后重建。东距衡阳站6公里，西南距凭祥站1007公里。站中心里程为湘桂线K5+875m。
车站现有到发线5股，存车线2股，机车走行线1条，货物线6股，专用线6条，衔接地方铁路1处，配有专调车1.5台。房屋总面积1321平方米，站台2座，站台雨棚面积755平方米。货物仓库4座，货物站台4座，建筑面积1234平方米；货物装卸线7吊2台，TDC1.2T电瓶叉车19台，ZL50装载机4台，固定资产总值716.5万元。
