Die Cöln-Mindener Eisenbahn eröffnete das Teilstück der Strecke Duisburg - Hamm am 15. Mai 1847. Der Bahnhof hieß damals Herne-Bochum. Bochum war damals die nächstgrößere Stadt. Bochum selbst bekam einen Bahnanschluss aber erst 14 Jahre später. Viele der umliegenden Zechen bekamen sehr bald nach der Eröffnung einen Bahnanschluss. Der Güterverkehr wuchs sehr schnell, während der Personenverkehr nur im Nahbereich verkehrte. 1914 eröffnete das jetzt noch bestehende Empfangsgebäude. Der Bahnhofsvorplatz wurde nicht umgestaltet, sondern nur die Arkaden zwischen der Bahnhofsstraße und dem Empfangsgebäude. 1953 wurden an der Stirnseite des Bahnhofs die Glasfenster, durch Motive aus dem Ruhrgebiet, von Jupp Gesing gestaltet. Anfang der 1970er Jahre sanierte die Bundesbahn die Empfangshalle und veränderte sie erheblich, sodass das Erscheinungsbild des Gebäudes erheblich beeinträchtigt wurde. Anlässlich der Internationalen Bauausstellung IBA Emscherpark wurde der Bahnhof Herne denkmalgerecht wiederhergestellt. Das Gebäude erhielt wieder seine ursprüngliche Klinkerfassade mit Schalterhalle und der Kuppel mit den markanten Glasfenstern.