В 1903 році за проектом технічного бюро міністерства залізниць у Відні почалося будівництво нової будівлі вокзалу, що завершилося в 1906-му. Основною прикрасою головного фасаду будівлі було кругле дзеркальне вікно площею 65 кв.м. У будівлі вокзалу були свій водопровід, освітлення від власної динамо-машини, центральне опалення. На все це було витрачено 300 тисяч крон. У роки Першої світової війни вокзал був спалений і напівзруйнований в 1916 році російськими військами, що відступали з Галичини, але з часом його відновили. У вересні 1920 року в приміщенні тернопільського вокзалу розташовувався штаб Головного отамана армії Української народної республіки Симона Петлюри. У період Другої світової війни вокзал в Тернополі знову був зруйнований. Спочатку в 1941 році будівля була пошкоджена бомбардуваннями, демонтоване її дзеркальне вікно. У квітні 1944-го в результаті штурму міста радянськими військами вокзал був знищений дощенту. Його відновлення в післявоєнні роки в зміненому вигляді було завершено в 1952 році. Зараз будівля визнана пам’яткою архітектури місцевого значення і знаходиться під охороною держави. У 1999-2000 роках були проведені оздоблювальні роботи за проектом архітектора Данила Чепіля.