Den første jernbanestasjonen i Odense åpnet i 1865. Den palasslignende bygningingen, som allerede fra begynnelsen hadde vært for liten, ble revet i 1914 og erstattet av en ny stasjon, ca. 200 meter lenger øst. Denne bygningen eies i dag av Odense kommune og brukes som kontorbygning. 15. september 1996 åpnet den nåværende sentralstasjonen like ved siden av sin forgjenger. Danmarks Jernbanemuseum ligger like ved stasjonen.