Вокзал Аустерлиц был открыт 20 сентября 1840 года в связи с открытием линии Париж — Живуси, которая была продлена до Орлеана в 1843 году. В 1846 году вокзал увеличил свои размеры. До Всемирной выставки 1900 года вокзал оставался конечной остановкой линии Париж-Орлеан, пока не был открыт новый вокзал Гар д’Орсе, в котором ныне расположен музей Орсе. Здание Орсе было закрыто в 1939 году, и вместе с тем все поезда дальнего следования были вновь перенесены на вокзал Аустерлиц.