В довоенное время железная дорога Сталинграда была модернизирована, а во время Великой Отечественной через сталинградский узел к фронту и на восток сплошным потоком шли железнодорожные составы. В дни Сталинградской битвы за вокзал шла ожесточенная борьба - так, только 17 сентября 1942 года вокзал четыре раза переходил из рук в руки. В результате бомбардировок и обстрелов царицынское здание вокзала было настолько сильно разрушено, что, глядя на его руины, даже самый оптимистично настроенный человек не мог поверить, что когда-то вокзал будет восстановлен.

Однако, в 1954 году, на месте прежнего строения, по проекту архитекторов А.В.Куровского и С.З.Брискина было возведено новое здание. Мы его видим и сейчас – трехэтажное здание с цоколем, увенчанное башней с часами и шпилем. Фасады облицованы гранитом и инкерманским камнем, потолки в залах отделаны лепниной и росписью, которые посвящены героике войны и мирного труда. Росписи выполнены художниками Я.Н.Скрипковым, С.В.Крыловым, Д.М.Марпертом. В арке вокзала установлена пятифигурная скульптурная группа «Апофеоз труда». По сторонам от центрального входа расположены многофигурные барельефы, посвященные героической обороне города во время Гражданской и Великой Отечественной войнах. Они были выполнены М.Д. и Н.А.Павловскими  и В.Н.Безруковым.