Peron przylegał do głównego budynku dworca od strony obecnej ulicy Suchej i był przykryty dachem wspartym na żeliwnych kolumnach.
Gdy Towarzystwo Kolei Górnośląskiej dostało koncesję na budowę linii kolejowej Wrocław – Poznań, zdecydowano o budowie nowego, większego budynku stacyjnego. Na potrzeby nowej linii wzniesiono obecny Dworzec Główny, który został otwarty w 1857 roku. Po uruchomieniu nowego dworca Dworzec Górnośląski był wykorzystywany jako biurowiec, budynek mieszkalny oraz warsztaty.
Po wojnie mieściły się w nim gabinety kolejowej służby zdrowia. Budynek w 1989 roku wpisany został do rejestru zabytków. Na początku XXI wieku PKP S.A. sprzedała najstarszą część dworca prywatnemu właścicielowi, a na 2012 rok planowane było opuszczenie przez przedsiębiorstwa kolejowe ostatnich pomieszczeń w budynku. Budynek dawnego dworca jest zaniedbany. Wstęp do większości pomieszczeń został wyłączony, jedynie w dobudowanej później części budynku zlokalizowana jest noclegownia im. Brata Alberta.
Budynek dworca pojawiał się również w koncepcjach rewitalizacji okolicy przy ul. Małachowskiego.
Uruchomienie pierwszej na ziemiach polskich linii kolejowej upamiętnia tablica umieszczona przy wejściu do budynku.
15 czerwca 2017 r. miał miejsce pożar prawego skrzydła budowli.