Budynek pierwotny 1851 r.

Pierwszy budynek dworca kolejowego w Bydgoszczy powstał w 1851 podczas budowy Pruskiej Kolei Wschodniej z Krzyża do Królewca. 25 lipca 1851 na dworcu odbyła się oficjalna uroczystość otwarcia odcinka kolei wschodniej Krzyż-Bydgoszcz (145 km) z udziałem króla Prus Wilhelma IV. Przed udekorowanym dworcem odbyło się widowisko, podczas którego wystąpił w strojach regionalnych zespół ludowy z Kujaw, który śpiewał po polsku[1]. Pierwszy pociąg dostępny dla ogółu podróżnych odjechał z Bydgoszczy 27 lipca 1851. W 1853 do zabudowań dworca przeniesiono z kamienic przy Nowym Rynku urzędników Dyrekcji Kolei Wschodniej.

W miarę rozwoju połączeń kolejowych i wzrostu przewozów pojawiła się konieczność rozbudowy dworca kolejowego. Jedną z istotnych przyczyn rozbudowy była konieczność zapewnienia odpowiedniej bazy lokalowej dla rozrastającej się Dyrekcji Kolei Wschodniej w Bydgoszczy, która zarządzała budową, eksploatacją i prowadzeniem ruchu kolejowego we wschodnich prowincjach Prus (na wschód od Berlina).
Pierwsza rozbudowa 1861 r.

Pierwszą rozbudowę dworca zrealizowano w 1861 podczas budowy pruskiego odcinka Kolei Warszawsko-Bydgoskiej. Do istniejącego gmachu dobudowano wówczas masywne skrzydła zamkowe. Powstał trójkondygnacyjny budynek, z czterokondygnacyjnymi, wieżowymi ryzalitami bocznymi oraz wysuniętą częścią środkową z arkadowym portykiem. Całość elewacji była zwieńczona gzymsem konsolowym, a partie ryzalitów ozdobione tralkową attyką z akroterionami[2]. W 1861 między budynkiem, a ul. Zygmunta Augusta założono tzw. skwer dworcowy o powierzchni 0,4 ha. Miał on układ tarasowy, ozdobiony był murkami, schodkami, płotkami i murowaną pergolą. Trzy poziomy zieleńca połączono schodami[3].
Druga rozbudowa 1870 r.

Z powodu znacznego wzrostu ruchu pasażerskiego, mimo olbrzymiej kubatury, gmach nie spełniał dobrze roli budynku dworcowego. W związku z tym, w 1870, równolegle do niego, u wylotu ul. Dworcowej, wybudowano klasyczny dworzec kolejowy, w którym zlokalizowano kasy biletowe, odprawę bagażu oraz wejścia do podziemnych przejść na poszczególne perony. Nowy budynek tzw. dworzec zewnętrzny nawiązywał do stylistyki starszego budynku poprzez podobne ryzality i kształt otworów okiennych i drzwiowych. Dotychczasowy gmach zamieniono na poczekalnię, restaurację, a na piętrach zlokalizowano biura administracji Dyrekcji Kolei Wschodniej[4]. Przed nowym dworcem założono zieleniec dworcowy o powierzchni 0,35 ha. W latach 1872-1875 przy dworcu zbudowano również Urząd Ekspedycji Pocztowej.

W 1888 dworzec połączono z centrum miasta linią tramwajową wzdłuż ulicy Dworcowej, początkowo o trakcji konnej, a od 1896 elektrycznej. W 1889 urzędnicy Dyrekcji Kolei opuścili budynki dworca przenosząc się do nowo zbudowanego, reprezentacyjnego gmachu przy ul. Dworcowej.
Odbudowa budynku dworcowego 1915 r.

W 1910, po pożarze dworca, przystąpiono do jego odbudowy w formie nowego gmachu. Odbudowę zakończono w 1915[5]. Nowy budynek był masywnym, prostopadłościennym gmachem krytym dachem namiotowym. W kubicznej wieży pośrodku dachu zlokalizowano duży zegar. Na placu przed dworcem nadal zachowano ozdobny zieleniec, który stanowił wizytówkę miasta dla przyjezdnych. Został on przebudowany w 1926 zyskując bardziej reprezentacyjną formę[3]. W takiej formie budynek dworca przetrwał okres międzywojenny i II wojnę światową. W latach 1936-1937 w miejscu dawnego Urzędu Ekspedycji Pocztowej (ul. Zygmunta Augusta 3) zbudowano Urząd Pocztowy Bydgoszcz 2[6].
Przebudowa 1968 r. i stan obecny

Ostatnią przebudowę dworca wykonano w 1968, nadając mu współczesną formę. Usunięto wówczas stromy dach budynku wraz z wieżą zegarową oraz przeszklono elewację frontową. Wykonano również przejście podziemne do dworca pod ul. Zygmunta Augusta. W okresie powojennym zlikwidowano również zieleniec przed dworcem, urządzając w jego miejscu parking dla samochodów i autobusów. W 2012 miejsca postojowe zostały przeniesione na nową pętlę przy ulicy Rycerskiej, a w ich miejscu poprowadzono tory nowej linii tramwajowej.

Mieszcząca się do 2012 roku przy III peronie Izba Tradycji Bydgoskich Dróg Żelaznych, prowadzona przez Bydgoskie Towarzystwo Przyjaciół Kolei, została przeniesiona do budynku dworca Bydgoszcz Wschód.
Modernizacja 2013 - 2015r.

Planowana jest przebudowa dworca głównego, która ma się zacząć w pierwszym kwartale 2014 r., a skończyć w 2015 r. Aktualnie prowadzone prace projektowe[7]. Całość inwestycji ma kosztować około 100 mln zł. Autorem projektu i wykonawcą będzie: Przedsiębiorstwo Organizacji Inwestycji Allplan Sp. z o.o. Koncepcją przeznaczoną do realizacji będzie "Inside-outside", która zakłada odrestaurowanie starego dworca wyspowego, odtworzenie podziałów oraz budowę nowego obiektu przy ulicy Zygmunta Augusta. Pozostałe 3 koncepcje: "Wehikuł czasu", "Clackwork station", "Węzeł przesiadkowy" zostały odrzucone[8].

Źródło: