Am 15. Februar 1844 eröffnete die Bonn-Cölner Eisenbahn die Strecke von Köln nach Bonn und damit auch ein sehr bescheidenes Empfangsgebäude. Die Bahnstrecke war der Ursprung der linken Rheinstrecke. Die Verlängerung der linken Rheinstrecke nach Rolandseck eröffnete am 21. Januar 1856. Am 7. Juni 1880 wurde die Strecke der Euskirchener Eisenbahn-Gesellschaft in Bonn angeschlossen. Ein neues Empfangsgebäude, geplant und ausgeführt von den Architekten Schellen, Unger und Viereck bauten es zwischen 1883 und 1884. Das Repräsentative, im eklektizistischen Baustil errichtete Gebäude, war im Grundriss und den Fassaden symmetrisch angeordnet. Als Baumaterial verwendeten die Architekten gelbe Ziegel und roten Sandstein. An den Wandfassaden waren zahlreiche Ornamente und auch figürliche Schmuckskulpturen angebracht. Das Hauptportal besitzt große Rundbogenfenster, die es unübersehbar betont. Wo sich heute ein Bahnhofsrestaurant befindet, befand sich das Fürstenzimmer. 1938 bis 1940 erfolgte der Umbau des Empfangsgebäudes, wobei die ursprüngliche Bausubstanz teilweise verloren ging. Den Zweiten Weltkrieg überstand das Gebäude ohne größeren Schaden. Der Wiederaufbau wurde 1949 abgeschlossen. 1986 bis 1989 gestaltete man den Bahnsteig und das Bahnhofsgebäude nochmals um. Dabei wurden die Bahnsteige angehoben und mit einer neuen Überdachung versehen. Für die Bahnsteige verwendete der Architekt italienischen Granit. Die Elektrifizierung der Bahnstrecke zwischen Remagen und Köln begann am 17. November 1958. Ein besonders langer Bahnsteig (Kanzlerbahnsteig) wurde für den Empfang von Staatsgästen ausgebaut. Das Gebäude von 1884 steht heute unter Denkmalschutz.