בשנת 1947 עברו בתחנה כ-65 מיליון נוסעים (מספר נוסעים השווה למעשה ל-40% מאוכלוסיית ארצות הברית באותה עת). השימוש הרב בתחנה, והתחזוקה הלקויה הביאו להתדרדרות במצב התחנה. החל משנה זו פחת מספר הנוסעים, בשל עלייתם של קווי התעופה הפנימים ובניית מערכת הכבישים המודרנית הבינעירונית.
בשנת 1954 הציע ויליאם זקנדורף להרוס את המבנה ולהקים במקומו בניין בן 80 קומות (הגבוה מבניין האמפייר סטייט). תוכנית זו נזנחה, ובמקומה הוצע בשנת 1955 להקים מגדל נוסף צפונית לתחנה במקום בו עמד בניין המשרדים בן שש הקומות של התחנה. תוכנית זו אושרה בשנת 1958 ומגדל פאן אם (Pan Am Building), שנקרא כיום בניין מט לייף) הושלם בשנת 1963.
בשל הירידה במספר הנוסעים, עמדה חברת רכבות ניו יורק סנטרל, על סף פשיטת רגל, ובשנת 1968 מוזגה עם רכבת פנסילבניה לחברה אחת בשם פן סנטרל (גם חברת רכבת פנסילבניה הייתה בקשיים כלכליים, ובשנת 1964 הרסה את תחנת פנסילבניה ועל מקומה הוקם בניין משרדים והמבנה החדש של המדיסון סקוור גארדן).
בשנת 1968 הציגה חברת פן סנטרל תוכנית להקמת מגדל במקום התחנה (מגדל שאמור היה להיות גבוה מבניין פאן אם). תוכניות אלה זכו להתנגדות ציבורית רבה.
עיריית ניו יורק הגישה תביעה נגד החברה, ובשנת 1978, בתיק פן סנטרל תחבורה נגד עיריית ניו יורק דן לראשונה בית המשפט העליון של ארצות הברית בשאלת שימור מבנים בעלי חשיבות היסטוריים, וקבע כי החלטות העירייה בדבר שימור מבנה אינם פגיעה אסורה בחופש הקניין (פגיעה הסותרת את התיקון החמישי לחוקת ארצות הברית).
חברת פן סנטרל פשטה רגל בשנת 1970, ונכסניה נרכשו על ידי חתמי אמריקן פרימייר (American Premier Underwriters), לימים, אמריקן פיננשל גרופ (American Financial Group).
פיגוע הטרור.
ב-11 בספטמבר 1976 קבוצה של טרוריסטים קרואטים הטמינה פצצה במבנה התחנה. הפצצה התגלתה אולם ניסיונות לנטרלה נכשלו. החבלן המשטרתי נהרג בפיצוץ, ונפצעו למעלה מ-30 איש.
שיקום התחנה.
בשנת 1974 רכש דונלד טראמפ את מלון קומודור הנמצא מזרחית לתחנה בעלות של 10 מיליון דולרים, והפך אותו למלון מרשת האייט. טראמפ הציע, בתמורה לפטור ממיסוי, לשפץ את חזית התחנה, והחזית כוסתה בזכוכית (חזית האבן המקורית נמצאת מתחת לחזית הזכוכית). המלון נפתח בשנת 1980 - פתיחה שהביאה לשיפור מעמד האזור ולעליית שוויים של הנכסים באזור התחנה. המלון נמכר לימים על ידי טראמפ בעלות של 142 מיליון דולרים.
בשנת 1991 עזבה חברת אמטרק את התחנה ועברה למבנה אמפרייר. מאז משמשת תחנת גרנד סנטר אך ורק את רכבת מטרו נורת'.
בשנת 1994 חתמה רשות התחבורה המטרופולינית של ניו יורק על הסכם חכירה ל-280 שנה למבנה, והחלה את שיקומו של המבנה המוזנח. מרבית עבודות השיקום הסתיימו בשנת 1998 ויתרתם בשנת 2007.
במסגרת העבודות הוסרו שלטי פרסומת רבים ושופץ המבנה המרכזי על תקרתו המצוירת. לצורך השיפוץ נמצאה המחצבה המקורית בטנסי והובאו ממנה לבנים לצורך החלפת לבנים שנפגעו. חזית המבנה שופצה ונוקתה, תוקנו חלונות המבנה (שחלקם נאטמו עוד במהלך מלחמת העולם השנייה בעת שהוחלט על האפלת העיר).
תחנת הרכבת של קו לונג איילנד.
מחקר שנערך על ידי רשות התחבורה המטרופולינית הראה כי יותר ממחצית הנוסעים בקווי רכבת לונג איילנד עובדים בסמיכות לתחנת גרנד סנטרל לעומת תחנת פן. בעקבות המחקר החליטה הרשות לבנות תחנת רכבת של הקו בתוך מבנה תחנת גרנד סנטרל. מבנה זה יהיה דו מפלסי, ובמסגרתו יחפרו שמונה מסילות מתחת לשדרת פארק (27 מטרים מתחת למסילות מטרו נורת' ו-43 מטרים מתחת לפני הקרקע).
עלות הקמת מבנה התחנה המשוער עלה מ-4.4 מיליארד דולרים בשנת 2004 ל-6.4 מיליארד דולרים בשנת 2006.
העבודות צפויות להסתיים עד שנת 2012.
השפעות תרבותיות.
התחנה הייתה חדשנית בתכנונה האדריכלי, ולהצלחת התכנון הייתה השפעה רבה על תכנון תחנות רכבת מאז ועד ימינו. אחד המאפיינים החדשניים של התחנה היה השימוש במעברים משופעים ולא בגרמי דרגות, דבר אשר הקל על מעבר של המונים נושאי מזוודות בין מפלסי התחנה השונים.
מאפיין ייחודי נוסף הוא בניית כביש עילי סביב התחנה - אשר יצר למעשה מפלס נוסף של העלאת והורדת נוסעים (פתרון זה מיושם כיום במרבית שדות התעופה בעולם).
בשל המקוריות הארכיטקטונית של המבנה, הוכרז המבנה בשנת 1976 כאתר היסטורי לאומי.
מבנה התחנה.
במפלס העליון של התחנה 31 רציפים שמספרם 11 - 42, והם ממוספרים ממזרח למערב (למעט רציפים 22 ו-31 אשר הוסרו על מנת לאפשר את בניית המעבר למסוף גרנד סנטרל צפון, רציף 12 שבוטל על מנת להרחיב את רציפים 11 ו-13; רציף 14 משמש אך ורק להעמסת רכבת אשפה).
במפלס התחתון של התחנה 26 רציפים הממוספרים 100 - 126, ממזרח למערב. כיום רק רציפים 102 - 112, ו-114 - 116 משמשים לתנועת נוסעים.
לרוב, רכבות פרווריות מקומיות יוצאות מהמפלס התחתון, ואילו רכבות מהירות ורכבות ישירות יוצאות מהמפלס העליון.
במפלס התחתון של התחנה נמצא מפלס המסעדות של התחנה, ובהם בר הצדפות המפורסם. כמו כן נמצא בתחנה אגף של מוזיאון התחבורה של ניו יורק, חנויות רבות, ושוק מזון.
מתחת למפלס התחתון נמצא מרתף ובו ממירי החשמל אשר סיפקו את החשמל למערכת הרכבות של ניו יורק. קיומו של מרתף זה היווה סוד לאומי של ארצות הברית במהלך מלחמת העולם השנייה מחשש לניסיונות לפגוע בו.
בין השנים 1924–1944 פעל בעליית הגג של האגף המזרחי של התחנה בית הספר לאמנות גרנד סנטרל.
בחזית התחנה הפונה לרחוב 42 נמצא שעון זכוכית גדול בעיצובו של לואיס קומפורט טיפאני. שעון זה מוקף בפסלים מעשה ידי חברת ג'ון דונלי בעיצובו של ז'ול-פליס קוטאן המתארים את מינרווה, הרקולס ומרקוריוס. פסל זה, שהוצב במקום בשנת 1914, היה קבוצת הפסלים הגבוהה בעולם בעת הקמתו - גובהו של הפסל 14.6 מטרים, וקוטר השעון 4 מטרים.
האולם המרכזי.
במרכז המבנה נמצא האולם המרכזי של התחנה. באולם זה ממוקמים דלפקי מכירת הכרטיסים (אף שמרביתם אינם בשימוש מאז שהותקנו במבנה מכונות לממכר כרטיסים). מאז פיגועי 11 בספטמבר תלוי באולם דגל ארצות הברית.
במרכז האולם רחב הידיים נמצא דלפק המודיעין של התחנה - שמעליו ניצב שעון בן ארבע פנים - אחד מסמלי התחנה. כל אחד מארבעת השעונים עשוי אופאל ושוויו מוערך בין 10 - 20 מיליוני דולרים. השעון הוא יצירה משותפת של חברה ניו יורקית בשם "Self Winding Clock Company" שייצרה את הקופסה ואת ארבעת לוחות השעות, וחלוץ תעשיית השעונים האמריקנית "החברה לשעונים של סת' תומאס" שייצרה את המנגנון.
מעברים מובילים מהאולם הראשי אל המפלס התחתון ואל מפלס הרכבות העליון.
תקרת האולם.
בסתיו 1998 הסתיים שיקום שנמשך 12 שנים במסגרתו שוחזרה התקרה המקורית של האולם המרכזי. התקרה צוירה לראשונה בשנת 1912 על ידי האמן הצרפתי פול סזאר הלו, והוחלפה בשנות ה-30 של המאה ה-20 בשל נפילות של חלקים מהפרסקו. במהלך השנים, בשל עשן הסיגריות של העוברים בתחנה, הושחר הציור. בתום השחזור הושאר מקטע אחד מושחר, בסמוך לסטיקיית מייקל ג'ורדן, על מנת להזכיר למבקרים בתחנה את צבע התקרה כתוצאה מעישון המבקרים.
התקרה מתארת את שמי הלילה ומיקום גרמי השמים והמזלות, אולם למעשה מדובר בתמונת ראי של שמי הלילה, מיקום הכוכבים אינו מדויק. הסבר אחד שניתן למיקום השגוי, הוא שסזאר השתמש באיור מימי הביניים, המתאר את מיקום גרמי השמיים כפי שהם נראים במבט מבחוץ על גלובוס גרמי שמים (ולכן המזלות נראים במבט ראי). אי הדיוק נגרם בשל השינוי במיקום הכוכבים מאז ימי הביניים. היסטוריונים אחרים סבורים כי הלו פשוט טעה בכיוון החזקת הציור בעת שצייר את התקרה. כאשר התברר למשפחת ואנדרבילט כי הציור הפוך, הם הסבירו זאת בנימוק שמדובר במבט של אלוהים על גרמי השמים, ולא במבט מכיוון כדור הארץ.
בציור ישנו חור, בסמוך למזל דגים - שריד לניסיון להציג טיל רדסטון בתחנה בשנת 1957 בעקבות הצלחת ברית המועצות בשיגור הספוטניק. לצורך הכנסת הטיל לתחנה חוררה התקרה שלה. שימור היסטורי דרש השארת החור ולא תיקונו.
קומת המסעדות והמפלס התחתון.
בקומת המסעדות הנמצאת מתחת למפלס האולם הראשי של התחנה, חנויות מזון רבות ובהן בר הצדפות ששמו נודע בכל העולם.
אולם ואנדרבילט ודירת קֶמְבְּל.
אולם ואנדרבילט נקרא על שם משפחת ואנדרבילט אשר בנתה את התחנה והייתה הבעלים שלה. האולם נמצא בסמוך לאולם הראשי ושימש בעבר כאולם המתנה. כיום האולם משמש בעיקר לתערוכות ואירועים שונים. דירת קֶמְבְּל היא אולם להגשת משקאות הממוקם דרומית לכניסה לתחנה ברחוב 43 ושדרות ואנדרבילט. הדירה הייתה משרדו של ג'ון וו. קמבל ונבנתה בסגנון חדר המגורים בארמון בפירנצה מהמאה ה-13.
תחנת הרכבת התחתית.
התחנה מקושרת לתחנת הרכבת התחתית גרנד סנטרל שנבנתה על ידי חברת אינטרבורו ראפיד טארנזיט ולא על ידי חברת רכבת ניו יורק סנטרל. מסיבה זו דומה התחנה לתחנות רכבת תחתית אחרות של העיר ניו יורק, ואין לה את הפאר הרב של מבנה תחנת גרנד סנטרל. התחנה נפתחה בשנת 1904 והורחבה בשנת 1918 עם הקמת קו שדרות לקסינגטון. מרבית משטחי תחנה נהרסו בשריפה בשנות ה-60 של המאה ה-20, ושוקמו לאחר השריפה.
נתוני התחנה.
שטחה הכולל של התחנה 194,249 מ"ר, ובה 53 ק"מ של מסילות ברזל -44 רציפים. בתחנה עוברות מדי יום 660 רכבות של חברת מטרו נורת' המסיעות כ-125,000 נוסעים מדי יום, המהווים חלק מ-500,000 המבקרים העוברים דרך התחנה מדי יום.
בתחנה פועלות 103 חנויות בשטח כולל של 12,126 מ"ר ובנוסף בתחנה 1,300 מ"ר המשמשים לתערוכות ואירועים.
בתרבות הפופולרית.
קולנוע.