Progettata nel 1912 di Ulisse Stacchini sul modello sulla Union Station di Washington.
La stazione è una unione di diversi stili, in particolare Liberty e Art Deco. I grandi ambienti pubblici rievocano le architetture monumentali romane; le parti superiori delle pareti sono in cemento decorativo che riproduce il marmo di rivestimento delle parti inferiori, le grandi volte decorate sono in gesso (fregi della biglietteria, pannelli con simboli zodiacali) e cemento.
Nei pressi del binario 21 si trova la "Sala Reale", sala d'attesa della famiglia Savoia e della corte, divisa in sala reale e sala delle armi.