In 1981 neemt NS het baanvak Amsterdam Zuid WTC - Amsterdam RAI van de Schiphollijn in gebruik. Met het oog op het doortrekken van de zuidelijke tak van de ringspoorbaan rond Amsterdam krijgt het kopstation bij het RAI complex een tijdelijk karakter. Het station krijgt een eilandperron met aan één zijde de doodlopende Schiphollijn en aan de andere zijde een perron voor de trams van het GVB. Het perron is voorzien van een eenvoudige overkapping. De kap loopt na het einde van het spoor door tot de Europaboulevard. Onder de kap bevinden zich de trap en de ligt naar het perron. De tramlijn verdwijnt in 1988 naar de begane grond. Twee jaar later neemt het GVB een nieuwe hooggelegen sneltramhalte naast het NS-station in gebruik.

Tien jaar na de opening wordt het stationsgebouw gesloopt om plaats te maken voor het laatste deel van de Schiphollijn richting Duivendrecht. Het nieuwe station is grotendeels boven de Europaboulevard gebouwd. Op de begane grond komt een transparante stationshal met ruimte voor enkele loketten, trappen en liften. Het brede eilandperron krijgt een 150 meter lange paraplukap met glazen zijwanden. Het geheel is in 1992 in gebruik genomen. Een jaar later rijden de eerste treinen door naar Duivendrecht en Weesp.

In het kader van de uitbreiding van het aantal sporen tussen Schiphol en Almere krijgt Amsterdam RAI een tweede eilandperron. Het perron krijgt een eenvoudige rechthoekige overkapping. De nieuwe grote stationshal onder de perrons is in december 2015 in gebruik genomen. Het tweede perron volgt in augustus 2016.