史最早的车站天桥，而如今的格局是在二十世纪二十至三十年代形成的。天桥长52.2米，宽2.8米，高6米。天桥主体为钢结构，桥身为钢桁架，阶梯为钢筋混凝土结构，桥面则为木结构，但这座天桥一直为露天式。至1978年，加盖天桥防雨罩棚。2007年1月，随着京沪铁路电气化工程的进行，为满足京沪线电气化改造工程要求的接触网净空高度，开展了北站天桥南侧甬道增高工程，将天桥提高1.05米。
轶事.由于天津北站与站北天桥建筑保留民国初年的形式格局并保存完好，近年来成为拍摄近代题材影视剧的理想外景