Koncepcja wspólnej stacji dla wszystkich linii kolejowych przebiegających przez aglomerację warszawską powstała w drugiej połowie XIX wieku. Po odzyskaniu przez Polskę niepodległości Sejm zdecydował o przyznaniu funduszy na przebudowę warszawskiego węzła kolejowego i zastąpienie zbyt małego Dworca Wiedeńskiego nową budowlą, jednak mimo rozpisania konkursu na projekt architektoniczny i rozpoczęcia pracy przy budowie linii średnicowej budowa Dworca Głównego nie została rozpoczęta. Wybudowano jedynie prowizoryczny dworzec drewniany o tej samej nazwie.
Ostatecznie w 1932 roku ruszyła budowa dworca zaprojektowanego przez Czesława Przybylskiego i Andrzeja Pszenickiego. W 1938 roku część budynku oddano do użytku jako główną stację położoną na linii średnicowej. W czerwcu 1939 roku w wyniku zaprószenia ognia przez ekipy budowlane nieukończony jeszcze dworzec został poważnie uszkodzony, a jego część spłonęła. Kilka miesięcy później budynek doznał kolejnych zniszczeń w czasie lotniczego bombardowania Warszawy przez Luftwaffe. Odbudowany przez niemieckie władze okupacyjne działał do wybuchu powstania warszawskiego w 1944 roku.