Nachdem der alte Bahnhof der Rheinischen Bahn zu klein wurde, und die Gleise des Bahnhofs wegen ihrer Ebenerdigkeit den Strassenverkehr immer mehr störten, plante die preußische Staatseisenbahn einen neuen, größeren Bahnhof an der selben Stelle zu erbauen, der nicht mehr ebenerdig war.
Nachdem die neuen Bahndämme aufgeschütten waren wurde im Jahre 1901 mit dem Bau einer neuen Empfangshalle begonnen.
Eingeweiht wurde die neue Empfangshalle des Hauptbahnhofes in Ihrer noch heute erhaltenen Architektur im Jahr 1905 nach 4jähriger Bauzeit.

Im Jahre 1956 wurde der Bahnhof elektrifiziert und zwar so, dass auch weiterhin die belgischen Züge, die eine andere Stromversorgung benötigten, im Aachener Bahnhof einfahren konnten.

Im Jahre 2000 wurde der Bahnhof dann neu renoviert und die alte Halle erscheint nun endlichen wieder in neuem, alten Glanz indem man das Deckengewölbe der Halle nach vielen Jahren wieder freilegte.

Der Hauptbahnhof ist der größte der 4 Aachener Bahnhöfe. In ihm halten z.B. die Fernverkehrszüge Thalys, der zwischen Paris Gare du Nord und Köln Hbf verkehrt, und der ICE der von Frankfurt/Main HBf bis Brüssel fährt.
Ausserdem halten hier die Nahverkehrszüge der Linien RE 1 (NRW-Express), RE 4 (Wupper-Express), RE 9 (Rhein-Sieg-Express), RB 20 (euregiobahn), RE 29 (euregioAIXpress) und RB 33 (Rhein-Niers-Bahn).
All diese Züge mit ausnahme der RB 20 enden auch hier.