2014年12月4日，山东省人民政府对《山东省综合交通网中长期发展规划（2014-2030年）》进行公示，内容明确了未来十五年山东省各交通运输方式的发展目标和建设重点，并在临沂市规划建设临沂北站，时称“临沂高铁站”。 [6]
2015年12月6日，中国共产党临沂市委员会常务委员会召开会议，并确定临沂高铁站的车站地址。 [7]
2017年6月20日，临沂高铁站进行车站工程招标活动； [8]9月28日，临沂高铁站举行设计方案汇报会，对站房及配套广场等设计方案进行系统性论证； [9]12月11日，临沂市地方铁路局公布临沂高铁站新效果图，内容中对车站规模设计进行了提升； [2]12月13日，临沂高铁站动工兴建，并举行开工仪式。 [10]
2018年9月7日，山东省人民政府对《山东省综合交通网中长期发展规划（2014-2030年）》进行公示，内容中，临沂北站被列入主要综合客运枢纽之一； [11]10月10日，临沂北站进行站房施工建设工作；10月25日，临沂北站完成塔吊安装工作；11月25日，临沂高铁站更名为“临沂北站”； [10]12月3日，临沂北站完成主站房的城市通廊层结构建设工作； [12]12月18日，临沂北站完成主体结构封顶工作；12月29日，临沂北站完成候车层结构建设工作。 [3]
2019年4月18日，临沂北站完成站前广场的主体结构建设工作； [13]11月26日，临沂北站投入运营。 [4]
2023年5月，新建潍坊至宿迁高速铁路（潍宿高速铁路）可行性研究报告获国家发改委批复，全线设临沂北站等12个车站。 [23]
