Na stacji będą trzy nowe perony. Windy ułatwią komunikację. Będzie nagłośnienie i czytelne oznakowanie. Wymienione zostanie oświetlenie oraz zamontowane nowe ławki.
Projekt zakłada odnowienie hali peronowej nad peronami. Przebudowa obejmuje – zgodnie z ustaleniami pomiędzy PKP PLK S.A. a Miastem Bytom oraz Wojewódzkim Konserwatorem Zabytków – historyczne przeszklenia oraz wykonanie wzmocnień. Takie rozwiązanie pozwoli na dodatkowe doświetlenie peronów, a także na odtworzenie zabytkowego charakteru stacji Bytom. Odnowione zostaną dwa przejścia podziemne, w tym przejście na perony.
Przebudowa obejmie także wiadukt kolejowy w ciągu ul. Zabrzańskiej, Łagiewnickiej i Miarki. Zostaną zachowane fronty konstrukcji stalowych oraz odtworzone powierzchnie ścian i gzymsów z cegły.
Na stacji zostanie przebudowanych ok. 28 km torów, a także sieć trakcyjna i urządzenia sterowania ruchem kolejowym. Powstanie nowoczesne Lokalne Centrum Sterowania Bytom, z którego dyżurni ruchu będą dbali o prowadzenie pociągów na odcinku od Chorzowa Batorego do Radzionkowa. Układ torowy w stacji został zaprojektowany z uwzględnieniem istniejącej nastawni bramowej.
Prace pozwolą na zwiększenie przepustowości stacji oraz rozdzielenie ruchu towarowego od pasażerskiego.
Efektem prac PKP Polskich Linii Kolejowych S.A. na modernizowanym odcinku Chorzów Batory – Nakło Śląskie będzie większa dostępność do kolei dla podróżnych z nowego przystanku Chorzów Uniwersytet i nowych peronów na stacjach: Chorzów Miasto, Chorzów Stary, Bytom, Bytom Karb, Radzionków oraz przystanków Bytom Północ i Radzionków Rojca.
Modernizacja usprawni przewozy koleją w stronę Tarnowskich Gór, Lublińca i Kluczborka, Inowrocławia, Bydgoszczy oraz Gdańska i Gdyni. Zwiększą się możliwości przyjaznego środowisku transportu. Zostanie wymienione 60 km torów wraz z siecią trakcyjną. Będą nowe urządzenia sterowania ruchem, w tym 165 rozjazdów. Na szlaku Chorzów Batory – Chorzów Miasto zostanie dobudowany dodatkowy tor, dzięki czemu zwiększy się przepustowość linii kolejowej, czyli będzie mogło kursować więcej pociągów. Wydłużenie torów na stacjach pozwoli na przyjmowanie dłuższych składów, do 750 metrów. Pociągi pojadą z prędkością do 120 km/h.