Здание железнодорожного вокзала признано памятником волгоградской архитектуры. Построено оно в 1954 году в стиле сталинского ампира с сохранением элементов довоенного облика. Авторы проекта — архитекторы А. В. Куровский и С. 3. Брискин, инженер-конструктор А. Ф. Кадильникова. Здание вокзала украшает часовая башня со шпилем, увенчанная звездой. В башне установлены часы, диаметр которых составляет 4 метра, а длина стрелок достигает 2,5 метра.
Первой железной дорогой в Царицыне стала Волго-Донская железная дорога, построенная в 1862 году. Она соединяла Волгу и Дон. В то же время на берегу Волги построили первый деревянный вокзал. Спустя несколько лет, в 1871 году, с появлением железнодорожной линии Царицын-Поворино-Грязи, в Царицыне появилось первое кирпичное здание вокзала.
В годы Великой Отечественной войны Сталинградский транспортный узел был важным звеном в снабжении фронта. Вокзал много раз переходил из рук в руки, иногда несколько раз в течение дня. Окончательно красное знамя Победы советские бойцы водрузили над руинами вокзала в январе 1943 года.
