З 1861 року, часу відкриття, це вже друга вокзальна споруда, зведена у 1904 році. Відкриття вокзалу відбулося одночасно з відкриттям руху Галицькою залізницею імені Карла Людвіга на ділянці Перемишль — Львів, 4 листопада 1861 року. О 14:30 прибув перший потяг у складі паротягу «Ярослав», двох пасажирських вагонів та чотирьох платформ В приміщенні вокзалу розташовувалися зали очікування для пасажирів усіх класів, ресторан, кав'ярня, контори технічних служб і поліції, каса багажного відділення, поштове відділення. З побудовою Чернівецького вокзалу, між ними виникла конкуренція. Згодом їхні функції було розділено: Чернівецький вокзал приймав потяги з напрямку Кракова, Головний вокзал — з напрямку Чернівців[1]. Постало питання про будівництво у Львові нового залізничного вокзалу, адже існуючий не справлявся із зростаючим пасажиропотоком. У1899 році було розглянуто і затверджено проект авторства Владислава Садловського, виконаний у 1898 році на підставі матеріалів директора залізниці Людвіка Вежбицького. Будівництво розпочато у 1902 році на місці старого вокзалу. Вокзал відкрито 26 березня 1904 року. Після відкриття він був одним з найсучасніших у Європі[1]. 20 червня 1915 року вокзал підпалили відступаючі війська Російської імперії. Споруда також значно постраждала під час польсько-української війни 1918—1919 років. В результаті були знищені початкові інтер'єри та центральний портал вокзалу[3]. Після переходу Львова до Польщі почалися роботи з відновлення вокзалу. У 1923 році на фасаді та всередині споруди встановлено кілька композицій Петра Війтовича. Повністю, перебудова львівського вокзалу завершилася лише у 1930 році. Вокзал сильно постраждав під час Другої світової війни, яким він піддавався вже з першого дня війни — 1 вересня 1939 року. Повне повоєнне відновлення завершилося лише у 1957 році. У 2003 році, до сторіччя споруди, вокзал було відреставровано.
