Durante mucho tiempo también se la denominó Estación del Norte debido a que fue construida por la Compañía de los Ferrocarriles del Norte –de capital francés- como cabecera de una línea férrea que enlazaba Madrid con la frontera francesa.

El edificio de la estación es un ejemplo de la arquitectura modernista de finales del XIX. Construido por los arquitectos franceses Bairez, Grasset y Ouliat en 1879, presenta una fachada flanqueada por dos torres. Su estilo es historicista. En el interior la pieza más destacada es el vestíbulo.

Tras perder su función como estación de ferrocarril estuvo cerrada muchos años hasta que volvió a abrirse tras sufrir una profunda remodelación. En la actualidad es un importante nudo de transportes con estaciones de metro, tren de cercanías y un intercambiador de autobuses urbanos, interurbanos y de largo recorrido, pero también se ha convertido en un centro de ocio y cultura, donde destaca el Gran Teatro CaixaBank Príncipe Pío y un centro comercial, con todo tipo de tiendas y restaurantes.