Le linee di comunicazione tra le stazioni furono costruite in parte nelle piazze e nelle strade, in via provvisoria. Dopo la decisione di creare una stazione comune per tutte le linee, nel 1900 venne organizzata una gara d'appalto. Costruita tra il 1902 e il 1906, la Hamburg Hauptbahnhof venne progettata dagli architetti Heinrich Reinhardt e Georg Süßenguth, inspirandosi alla galleria delle macchine ideata da Louis Béroud per l'Esposizione universale di Parigi del 1889. L'imperatore Guglielmo II descrisse la prima bozza come "semplicemente orribile" ma la seconda versione venne poi costruita. L'imperatore cambiò personalmente gli elementi in stile Art Nouveau con quelli in stile neorinascimentale, dando alla stazione un aspetto fortificato. La stazione è stata aperta al pubblico il 4 dicembre 1906 ed il primo treno arrivò il giorno successivo, mentre la programmazione iniziò il 6 dicembre 1906.