Năm 1902, ga Hàng Cỏ (ga Hà Nội) được khánh thành và đưa vào khai thác cùng với cầu Long Biên là nhà ga xuất phát của tuyến đường sắt Hà Nội - Lạng Sơn, Hà Nội - Hải Phòng (1903), Hà Nội - Lào Cai (1905) và đến năm 1936 là tuyến đường sắt xuyên Việt.
Sau khi Cách mạng Tháng 8 thành công, ngày đêm ga Hà Nội đưa các đoàn quân Nam tiến từ các địa phương vào Nam chống quân Pháp. Năm 1954, lực lượng Việt Minh tiếp quản nhà ga. Sau ngày thống nhất năm 1975, ga Hàng Cỏ được đổi tên thành ga Hà Nội và xây dựng lại nhà đại sảnh theo kiến trúc mới. Cùng với việc xây dựng ga Giáp Bát để vận chuyển hàng hóa, ga Hà Nội trở thành ga vận chuyển hành khách lớn nhất cả nước. Năm 1989, nhà ga được đầu tư, cải tạo, nâng cấp để phục vụ hành khách.
Hiện nay, ga Hà Nội được đầu tư đồng bộ, với hệ thống phòng đợi tàu, phòng đợi khách liên vận quốc tế khang trang cùng các trang thiết bị mới như bảng chỉ dẫn điện tử, hệ thống internet không dây phục vụ hành khách đi tàu hay hệ thống quản lý đặt chỗ bán vé tự động...
