Durante muito tempo também foi denominada Estação do Norte por ter sido construída pela Companhia de Comboios do Norte (de capital francês) como ponto de partida de uma linha férrea que ligava Madrid à fronteira francesa.

O edifício da estação é um exemplo da arquitetura modernista de finais do século XIX. Construído pelos arquitetos franceses Bairez, Grasset e Ouliat em 1879, apresenta uma fachada ladeada por duas torres. Predomina o estilo historicista. No interior a peça mais assinalável é o vestíbulo.

Depois de deixar de funcionar como estação de comboio, esteve fechada durante muitos anos até que reabriu depois de uma profunda remodelação. Atualmente, além de uma importante interface de transportes com estações de metro e um intercambiador de autocarros urbanos, interurbanos e de longa distância, também se tornou num centro de lazer e cultura e centro comercial com o todo tipo de lojas e restaurantes.