Budynek dworca powstał w latach 1855-1857 według projektu Królewskiego Budowniczego Kolei Górnośląskich Wilhelma Grapowa. Niemal dwustumetrowy, dwukondygnacyjny gmach był w połowie XIX w. największym dworcem Niemiec. Wzniesiono go w stylu angielskiego gotyku Tudorów. Główne wejście znajduje się w ryzalicie środkowym ujętym dwoma skośnie ustawionymi wieżami i poprzedzonym arkadowym portykiem. Początkowo zwany Centralnym lub Górnośląskim dworzec obsługiwał ruch pasażerski i towarowy. Trzy perony znajdowały się w miejscu dzisiejszego hallu na poziomie posadzki. W związku z budową w latach 1899-1905 estakady kolejowej, konieczna była przebudowa dworca. Dokonano jej w latach 1899-1904 według proj. Kluschego, przenosząc perony na południe i podnosząc na wysokość nowopowstałej estakady. Połączono je tunelami, jednym na wprost głównego wejścia oraz drugim, bocznym między obecnymi ul. Suchą i ul. Małachowskiego. Perony nakryto żelazną, czterołukową, przeszkloną konstrukcją. W dawnej hali peronowej, w której obniżono posadzkę, utworzono przestronny hall, do którego przeniesiono kasy biletowe.
Odbudowa ze zniszczeń wojennych trwała do 1949 r., a w roku 1960 i na początku lat 90. przeprowadzono gruntowne remonty.

(za: Atlas architektury Wrocławia, tom I)

Ulica w kształcie, w jakim możemy ją częściowo podziwiać do dzisiaj powstała dopiero w drugiej połowie XIX wieku. Wcześniej była to zwykła polna droga, rzadko zabudowana wiejskimi domami, za którymi ciągnęły się rozległe ogrody. Właśnie od tych ogrodów wzięła się przedwojenna nazwa ulicy – Gartenstrasse (Ogrodowa). Nazwę tą wprowadzono oficjalnie w 1823 r., lecz we wcześniejszych wiekach można spotkać także inne nazwy. Odcinek od ul. Grabiszyńskiej do ul. Stawowej zwano Wielkim Wygonem (Große Anger), a od ul. Stawowej do ul. Dworcowej Nowym Wygonem (Neue Anger) później określany jako Angergasse. Ten ostatni odcinek nosił też czasowo nazwę Am Oberschlesischen Bahnhof lub Am Hauptbahnhof (sam plac przed Dworcem Głównym). Jakby tego było mało to do 1906 r. do Gartenstr. zaliczana była także obecna ul. Gabrieli Zapolskiej. Szybki rozwój ulicy nastąpił po wyburzeniu przez Francuzów fortyfikacji miejskich w 1807 r., a następnie przez wybudowanie w połowie XIX w. najpierw Dworca Górnośląskiego, a następnie Dworca Głównego. Ulica stała się reprezentacyjną arterią Przedmieścia Świdnickiego. W rejonie dworca powstawały hotele (Kronprinz, Nord, Vier Jahreszeiten), ośrodki kulturalne (Dom Koncertowy, obecny Teatr Polski, kino Capitol), urzędy (Śląski Sejm Krajowy, Dyrekcja Kolei).

W czasie II wojny światowej zabudowa ulicy została w znacznym stopniu zniszczona. Luki w zabudowie zaczęto uzupełniać już w latach 50. i 60. na północnej stronie ulicy i w rejonie placu Legionów. W 1961 r. ulicę przedłużono od pl. Legionów od pl. Orląt Lwowskich.
Przez pierwsze dwa powojenne lata ulica nosiła przetłumaczoną niemiecką nazwę czyli była to ul. Ogrodowa. W kwietniu 1947 r. patronem ulicy został Karol Świerczewski (1897-1947), generał, działacz komunistyczny, zabity 28 III 1947 r. przez oddział UPA pod Jabłonkami w Bieszczadach. Od 1992 r. patronem jest marszałek Józef Klemens Piłsudski (1867-1935), pierwszy Marszałek Polski, mąż stanu, Naczelnik Państwa, dwukrotny premier II RP.