Barcelona contaba con el primer ferrocarril en la línea Mataro-Barcelona,lo que la ciudad no tenía eran las instalaciones adecuadas para ello. El marqués de Argentera, Eduardo Maristany, fue el encargado de realizar el proyecto de nuevo edificio en el año 1900.
Se empezó su construcción en el año 1926, con vistas de la preparación de la ciudad que en el año 1929, sería la sede de la Exposición Universal.
Fueron sus creadores el ingeniero ferroviario Andreu Muntaner y el arquitecto Pedro Muruguza. También colaboró el arquitecto Raimon Duran y Reynols y de la cubierta de los andenes se encargó Pelagi Martinez y Aparicio.
Era la primera línea que iba a unir Barcelona-Francia y fue realizada por una de las dos línea ferroviarias más importantes de la época, la compañía MZA (Barcelona.-Zaragoza-Alicante).
Se inauguró el 02-06-1929, por el rey Alfonso XIII, dos semanas después de la apertura de la Exposición Universal, aunque no fue hasta Septiembre, cuando se dieron por finalizadas las obras. Durante la guerra cvil, sufrió grandes daños, que posteriormente se reconstruyeron parcialmente, dada la envergadura del recinto.
En los años 1988 la estación de Francia se cerró. Con la vista puesta en la celebración de los Juegos Olímpicos de 1992, se presentó un plan para recuperar su antiguo esplendor. La idea era convertir el espacio ferroviario, en un espacio lúdico y comercial, recuperando el café-restaurante. Se buscaron incluso los materiales que se habían utilizado en 1929.
La estación cuenta con un gran vestíbulo novecentista (17 x 73m), coronado por un enorme reloj. Cuenta con tres cúpulas de grandes dimensiones, el pavimento es de mármol y las vigas del techo fueron decoradas con pinturas de gran estilo. Consta de doce vías y siete andenes. Ésos están cubiertos por marquesinas metálicas ( 29 m de alto por 195 m de longitud), curvadas hacia la izquierda, debido a la curvatura de las vías a su llegada al andén. Los capiteles de los pilares del vestíbulo y las rejas de las taquillas son de bronce; las puertas de la entrada, con mucha decoración y con cristales, son de hierro fundido.
Una de la curiosidades, son las estatuas de búhos, pequeñas pero de gran belleza, colocadas estratégicamente en algunos puntos exteriores e interiores del recinto. Su utilidad es asustar a las palomas que se posan en los puntos más altos de la estación.
Aparte de su valor artístico, la estación contó con grandes avances técnicos: enclaves eléctricos, toperas hidráulicas y corredores subterráneos para el movimiento de mercancías.