2005年10月1日に実施された秋のダイヤ改正と共に九州新幹線開業準備工事（新幹線ホーム新設工事など）が開始されたため、在来線ののりば変更が実施されている。

新幹線ホーム新設に伴い、在来線の9番のりばが撤去され、7番・8番のりばも南半分が使用停止となった。その跡地の高架上に新幹線ホーム（島式1面2線）が新設される予定となっている。片側は16両編成対応の山陽新幹線との直通用で、片方は8両編成対応の九州新幹線の始発用になる。

博多駅部分の工事については、九州新幹線全体の建設を担当している鉄道建設・運輸施設整備支援機構から駅を管理するJR九州・JR西日本に委託され、両社が分担して行っている。全長約1 キロメートルの区間が4つの工区に分割され、中央の2つの工区をJR九州が、両端の2つの工区をJR西日本が担当している。また、電気設備とレールの敷設はJR西日本が担当することになっている。営業中の在来線と新幹線の線路に挟まれた狭隘な空間で建設を行う困難な条件となっている<ref name = "kotsushimbun20090128">交通新聞2009年1月28日</ref>。

建設期間の短縮と費用の削減のために、新幹線の高架橋は既存の在来線の高架橋の上に重ねて建設する「高架橋の重層化」が採用されている。事前に専門家による耐震性と耐久性の詳しい検討が行われ、鋼板を巻いたり浸透固化処理を施したりして基礎補強を行うことで可能と判断された。2009年1月現在高架橋の躯体工事が進行中である<ref name = "kotsushimbun20090128" />。