月台湾纵贯铁路全线通车，站区兴建火车头的机关库，设有台北保线区台中派出所，同年10月24日在台中公园举行全线通车大典，日本皇室闲院宫载仁亲王来台参加，「湖心亭」即是当时为庆祝铁道开通所建的纪念地标。明治44年（1911年）8月改制为台中保线区，并兴建保线事务所，同年日本政府在台中进行市区改正都市计画，形塑了今日站前街道轮廓，也因为都市的发展，旧站房逐渐不敷使用而进行重建。2017年2月，第三代台中车站第二期工程进行时发现疑似初代车站时期的机关车库维修坑道遗构，随后台铁局配合市府要求延后高架化相关工程并原