しかし、1982年（昭和57年）に国鉄の経営悪化などをふまえて、東北新幹線（盛岡市 - 青森市）を含む整備新幹線の建設計画の当面見合わせが閣議決定された。1986年（昭和61年）11月1日に新青森駅は奥羽本線の中間駅として設置されたが、東北新幹線の盛岡駅以北の建設遅れで地元住民の不満が高まっていたため、これを解消する狙いもあって関連事業の一環としての駅設置となった[3]。この時点での当駅は単式ホーム1面1線の小規模な無人駅であり、かつては普通列車の一部も通過していた。

設置から24年後の2010年（平成22年）12月4日に東北新幹線八戸駅 - 当駅間が延伸開業されたことにより同新幹線が全線開業するとともに、東北地方6県の県庁所在地すべてに新幹線（法規上は在来線であるミニ新幹線も含む）が開通した。新幹線開業に合わせて新駅舎の建設および駅前整備が行われ、当駅は青森市の新たなターミナル駅としての役割を担うようになった。

新幹線開業によって在来線も島式ホーム1面2線となり、八戸駅に代わり北海道連絡特急である「白鳥」・「スーパー白鳥」の本州側の始発駅となった[1]が、1面2線では折り返しの余裕がなく、一度隣の津軽新城駅（2面3線）へ回送され、時間調整を行った。同じく北海道連絡の急行「はまなす」は当駅には乗り入れず従来通り青森駅発着となるが、新幹線との乗り継ぎ割引は適用された[注 4]。また、青い森鉄道青い森鉄道線から定期列車2往復と、臨時快速「リゾートあすなろ下北」（野辺地駅より大湊線直通）2往復がそれぞれ乗り入れを開始した[報道 1]。
年表

1986年（昭和61年）11月1日：日本国有鉄道（国鉄）の駅として開業[新聞 1]。無人駅で[新聞 3]、当時は津軽新城駅長管理であった[1]。

1987年（昭和62年）4月1日：国鉄分割民営化により、JR東日本の駅となる[4]。

2003年（平成15年）4月1日：津軽新城駅長廃止により、浪岡駅長の管理下となる。

2005年（平成17年）8月30日：新駅舎工事に向けての安全祈願祭（地鎮祭）を行なう[新聞 4]。

2007年（平成19年）

7月1日：3年後の東北新幹線開業に備え、本駅の所属が秋田支社から盛岡支社に移管される。同時に青森駅長管理下となる。

7月30日：在来線の跨線橋を廃止。

8月27日：在来線の仮駅・仮跨線橋の使用開始[新聞 5]。


2008年（平成20年）10月10日：新駅舎および東北新幹線用プラットホーム建設着工[新聞 6]。

2010年（平成22年）

2月12日：新駅舎北正面口に駅名標と駅舎1階の版画「青い森から放つ」の除幕式を開催[新聞 7]。北西口には後日取り付けられた。

2月26日：新駅舎が完成[新聞 7]。ただしこの時点では使用はされていない。

4月1日：新駅舎構内に新青森開業準備駅が発足し社員が配置される。ただし別組織扱いのため、当駅の営業形態は従来通り無人駅のままである。

4月13日：E926形電車（East i）が新幹線の試運転列車として八戸方面より当駅に初めて到着。

4月17日：新駅舎の南北通路の利用開始[新聞 8]。仮駅舎は撤去される。

9月8日：青い森鉄道青い森鉄道線からの列車乗り入れをJR東日本盛岡支社が発表。

9月13日：在来線ホーム2番線の使用を開始。

12月4日：東北新幹線の八戸駅 - 当駅間が開業[報道 2]。無人駅から直営駅となる（前述の新青森開業準備駅が組織変更し新青森駅となる）。「あおもり旬味館」が開業[報道 3]。特急「白鳥」・「スーパー白鳥」が新たに当駅始発となり、特急「つがる」と寝台特急「あけぼの」・「日本海」、快速「深浦」、臨時快速「リゾートしらかみ」が当駅に停車するようになる。青森駅より地区駅業務が移管され、新設された新青森駅長は青森地区駅長兼務となる。