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西直门站是继[[东直门站]]北京地铁又一个实现三线换乘的车站。据统计，2013年7月西直门站日均换乘量34.4万人次，为当时北京地铁所有换乘站中换乘量最大的[[车站]]；而西直门站的进出站量在工作日和周末均排在北京地铁各站的第五位 <ref>[https://ditie.mapbar.com/beijing_stationtime/ditie2haoxian/8b_7Rq9Ne7hP/ 北京地铁2号线西直门站地铁站运营时间 ]，图吧地铁，2020-07-01</ref> 。

西直门站的2号线、4号线车站位于西直门外大街－西直门内大街与西直门南大街－德胜门西大街（二环路）、西直门北大街、交汇处的西直门立交桥区地下。2号线车站沿二环路呈南北向布置，4号线车站沿西直门外大街呈东西向布置，两线车站呈“十”字形交叉。13号线车站在2号线、4号线车站西北侧，位于国铁[[北京北站]]的西侧，毗邻西环广场之间，为南北纵向尽端式[[高架车站]]，呈大致偏向西北–东南向布置 <ref>[https://dt.8684.cn/bj_z_8cf0e1bc 北京西直门地铁站 ]，8684</ref> 。