Den første Østbanestasjonen ble reist etter tegninger av arkitektene Heinrich E. Schirmer og Wilhelm von Hanno. Stasjonsbygningen i rød tegl står fremdeles, innebygget i Sentralstasjonen, men uten tårnet og den første toghallen. Etter at Østfoldbanen ble åpnet i 1879, måtte stasjonen utvides. Toghallen ble gjort større, og mot havnen og Jernbanetorget ble det reist to nye fløyer i pusset tegl, tegnet av arkitekt og stadskonduktør Georg Andreas Bull, som tidligere hadde tegnet Vestbanestasjonen. Bygningen har rikt fasadeutstyr i nyrenessanse. Den utvidede Østbanestasjonen sto ferdig i 1882. Mesteparten er fremdeles i behold, men toghallen brukes nå som et butikksenter.