Een eerste zogenaamd "Klein Sint-Pietersstation", een halte op de lijn Brussel-Oostende, werd ingevoerd in 1889-90 en bevond zich ter hoogte van het huidige Parkplein. Bij de urbanisatieplannen van de zuidelijke stadswijken begin 20ste eeuw werd een nieuw station voorzien in de wijk Sint-Pieters-Aaigem. De plannen voor een nieuwe woonwijk in de Sint-Pieters-Aalstwijk werden uitgesteld met het oog op de wereldtentoonstelling van 1913. Aansluitend bij het Citadelpark en de reeds gerealiseerde urbanisatie errond bleken deze terreinen hiervoor zeer geschikt. De realisatie van het nieuwe station in de onmiddellijke omgeving werd dan ook bespoedigd. Ingenieur architect Louis Cloquet kreeg circa 1908 de opdracht het nieuwe station te ontwerpen, de uitvoering werd toevertrouwd aan de aannemers Van Herrewege en De Wilde. In zijn functie van "moderne stadspoort" moest het station volgens Cloquet een monumentaal voorkomen hebben. Als tussenstation concipieerde hij een langgestrekt gebouw parallel aan de spoorlijn (die in het kader van de reorganisatie van het spoornet op een verhoogde berm werd geplaatst) met zijn belangrijkste gevel naar het plein gericht. Een voorontwerp van 1909 met centrale koepel en zadeldaken op de zijvleugels waardoor het gebouw een duidelijker accent legde op het plein en harmonischer overkwam werd verworpen omdat de daken zouden aanzetten ter hoogte van de perrons.

Het definitief ontwerp werd uitgevoerd in eclectische stijl, eigen aan L. Cloquet en geïnspireerd op nationale middeleeuwse elementen. Ook de rijke materiaalkeuze was nationaal bepaald: opgaand metselwerk in baksteen van Stekene met parement in baksteen van de kuststreek, Doornikse steen, Balegemse zandsteen, Luxemburgse steen en Maassteen voor de afwerking en constructieve elementen.

De plattegrond beantwoordt volledig aan Cloquets algemene stationsconcepten: een lang rechthoekig gebouw met centrale hal met vooruitgeschoven, benadrukte in- en uitgangspartijen, links oorspronkelijk de loketten (rechts uitgevoerd), wachtzalen voor derde en tweede klas met buffet en telegraafdienst; rechts de afdelingen voor reisgoederen. Een lange circulatiegang (evenwijdig met het plein) verdeelt het gebouw over zijn gehele lengte en verleent links en rechts toegang tot de verschillende nutsvoorzieningen (onder meer toiletten) en burelen. Tegenover de ingang vertrekt een dubbele reizigerstunnel onder de sporen naar de verschillende perrons.

Deze inwendige schikking weerspiegelt zich duidelijk in de gevels: sterk horizontaal gerichte, doch geritmeerde en gevarieerde voorgevel door de asymmetrisch opgestelde paviljoenen met verspringende bouwlaaghoogte en aflijnende kantelenrijen onder plat dak. Verticaal geaccentueerde, hogere inkomhal met flankerende ronde hoektorens, links een traptorentje en rechts een hoge horlogetoren onder koepeldakje. Onderbouw van Doornikse steen met centrale drielobbige doorgang met twee deelzuilen. Flankerende portalen, heden respectievelijk een bloemenwinkeltje en krantenkiosk. Voor het gehele middengedeelte werd circa 1925 een breed afdak geplaatst geschraagd door achtkantige gietijzeren zeilen op hoge arduinen sokkels. Asymmetrische zijvleugels met paviljoenen van een, twee of drie bouwlagen met aflijnende kantelenrijen, hoeklantarentjes en waterspuwers. Ritmerende getoogde vensters (vernieuwde ramen). Interieur met kleurige en rijk versierde inkomhal in alternerende lichte en donkere marmer van de Maasstreek. Centraal vierkant, hoger oplopend gedeelte met bovenlichten en vlak beschilderd plafond (onder meer met het vliegend wiel, symbool van de spoorwegen), oorspronkelijk voorzien als koepel. Links en rechts brede getoogde boog met open zuilenrij bovenaan als doorkijk naar de zijtravee met beschilderde wanden met fresco- en sgraffitopanelen met voorstellingen van de belangrijkste Belgische steden als nationale verheerlijking in grote stijl. Lange circulatiegang met fraai perspectiefzicht door de ritmerende spitsbogen op gesculpteerde arduinen consoles. De ruimtes van het buffet en restaurant (oorspronkelijk wachtzaal voor derde en tweede klas) zijn verdeeld in twee partijen, een vrij hoge ruimte met beschilderde plafond aan de zijde van de gang en een lagere galerij met gedrukte koepels rustend op zuilen aan de straatzijde. De wandbeschilderingen met zichten van Gent zijn van recentere datum. Buffet en restaurant zijn gescheiden door een monumentale tapkast met uurwerk aan beide zijden. Het uiterste linkerpaviljoen met diensten voor telegraaf en telefoon is inwendig aangepast. De oorspronkelijke reizigerstunnel werd tijdens de Eerste Wereldoorlog vernield en vervangen door twee onderling verbonden korfboogvormige tunnels; links en rechts leiden trappen en roltrappen naar de twaalf hogergelegen perrons met ijzeren afdaken en wachthuisjes. De rechtervleugel met vernieuwde loketten en stapelplaats voor goederen heeft een constructie met bakstenen troggewelven op gietijzeren zuilen. Naast de reizigerstunnel is heden nog een krantenkiosk en haarkapper gevestigd.