A Pest és Miskolc közötti vasút megépítésének fontossága már az 1830-as években is felmerült, azonban Miskolcot csak jelentős késéssel és kerülővel – Debrecen felől – érte el a vasút 1859-ben.
A Szolnok-Debrecen vasútvonal építésére a Tiszavidéki Vasút (TVV) szerzett jogot 1856-ban. A sík terepen az építkezés gyorsan haladt és a 121 km hosszú vonalszakaszt 1857. november 25-én adták át a forgalomnak. Debrecenből a Tiszavidéki Vasút északi irányba terjeszkedett, Nyíregyháza és Szerencs érintésével érte el a vasút Miskolcot 1859-ben.
A Debrecen-Miskolc vonal építését jelentősen hátráltatta az egyet nem értés a városvezetés és a vasúttársaság között, a pályaudvar helyét illetően. Az elmérgesedett kapcsolatra jellemző, hogy -más városokkal ellentétben- Miskolc sem ingyen telekkel, sem építőanyaggal nem támogatta a vasútállomás építését. A „Miskolcz” vasútállomás átadására 1859. május 24-én, díszes avatóünnepség nélkül került sor.
1860-ban megépült a Miskolcot Kassával összekötő vonal. Egy évvel később, 1870-ben átadták a Hatvan-Miskolc vonalat, mely jelentősen lerövidítette a Pest-Miskolc út hosszát a Pest-Debrecen-Nyíregyháza-Szerencs-Miskolc nyomvonalhoz képest mind időben (12 óra helyett 3,5 óra), mind a pálya hosszát illetően (356 km helyett 183 km).
1880-ban a Tiszavidéki Vasúttársaságot államosították, beolvadt a Magyar Államvasutakba (MÁV). 1901-ben a vasútállomás rekonstrukciója már a MÁV tervei szerint zajlik. Pfaff Ferenc a MÁV főépítésze -kinek nevéhez a korabeli Magyarország közel 40 vasútállomásának tervezése, illetve átalakítása kapcsolódik- tervei alapján eklektikus, angol romantikus stílusban új fogadóépület épült. Az egyemeletes épület falai téglaburkolatot kaptak, a nyíláskereteket, párkányokat, egyes homlokzati elemeket fehérre meszelték. A fogadócsarnok bejáratának két oldalát impozáns tornyok uralják.
Az 1940-es évekre Miskolc kiemelt vasúti csomóponttá vált és a Tiszai pályaudvar, a rendező pályaudvar, valamint azok környéke 1944. június 2-án a második világháború egyik legnagyobb bombázását szenvedte el, amely Magyarország vasúti csomópontjai ellen irányult. Száz nehézbombázó három hullámban kb. 200 tonna bombát dobott le. 420 ember megsebesült, 206-an meghaltak. A Tiszai pályaudvar épületei megsérültek, a rendező pályaudvar épületei elpusztultak.
A szocializmus évtizedeiben az állomásépület állaga leromlott, az átalakítások, javítások során a műemlékvédelmi szempontok nem érvényesültek. 2003-ban azonban az állomásépületet az eredeti 1901-es állapot szerint újították fel és egyben korszerűsítették a kor igényei szerint. Az épület homlokzatán a három évszám az állomás létrejöttére (1859), a Pfaff Ferenc tervezte épület elkészültére (1901), és az utolsó felújításra (2003) utalnak.
