Неподалеку от вокзала по проекту Тона в конце 1840-х годов выстроили гараж для локомотивов – круглое депо, расположение которого поблизости от Красного пруда повлекло внесение изменений в проект, в частности увеличение высоты фундамента: «При пассажирской станции Санкт-Петербурго-Московской железной дороги в Москве назначено построить локомотивное здание с мастерскими согласно Высочайше утверждённому 16 июня 1845 года проекту. Но как назначенная под постройку сию местность гораздо ниже насыпи полотна железной дороги, посему оказывается необходимым фундамент для сего сделать высотою 11 аршин» (из письма Тона графу Клейнмихелю). Кроме того, Тон предложил не строить рядом с депо мастерские для сокращения издержек. Ныне депо отреставрировано, и в нем некоторое время даже был книжный магазин.
В феврале 1923 года приказом народного комиссара путей сообщения Ф.Э. Дзержинского Николаевская дорога была переименована в Октябрьскую. Имя «Октябрьский» получил и вокзал. А через год в связи с переименованием Северной столицы вокзал стал называться Ленинградским. Это имя вокзал сохраняет до сих пор, хотя поезда с него отправляются в Санкт-Петербург. В 1934 году Ленинградский вокзал был переоборудован: расширились билетные кассы, появились справочное бюро, почта, телеграф, сберкасса, комната для транзитных пассажиров. В бывших царских покоях была организована комната матери и ребенка. В 1948–1950 годах были обновлены внутренние помещения вокзала, заново отделаны интерьеры по проекту Алексея Душкина.
Во второй половине 1970-х годов Ленинградский вокзал был реконструирован. В прежнем виде сохранилась лишь часть здания, выходящая фасадом на Комсомольскую площадь. Было достроено левое трехэтажное крыло, где разместились гостиница, зал для транзитных пассажиров, медпункт и другие службы. В августе 1975 года открылись верхний и нижний кассовые залы. На месте дебаркадера был построен просторный главный зал. Для удобства пассажиров вокзал был соединен подземными переходами со станциями метро. В 1977 году вокзал реконструирован с сохранением внешнего облика. В 2005 году стартовала очередная реконструкция Ленинградского вокзала. Первый этап включил в себя капитальный ремонт здания – модернизацию кассового зала, комнат отдыха и зала ожидания для пассажиров с детьми. В реконструкцию вошли также замена асфальтового покрытия платформ на специальную плитку, которая позволила сделать их менее скользкими в дождь и гололед, а также замена жестяных навесов вокзала на пластиковые изумрудного цвета. Одним из самых известных иностранцев, впервые по достоинству оценивших Николаевский вокзал (причем в двух экземплярах), стал французский писатель Теофиль Готье, доверивший посетившие его чувства бумаге. Он предпринял путешествие из Петербурга в Москву по железной дороге в начале 1860-х годов. Интурист, прежде всего, отметил необъятность вокзала. Но при этом нашел возможность укорить русских железнодорожников за несоблюдение расписания. Отправление его поезда было назначено на полдень и, судя по всему, отложено. «Если в поезде, – пишет Готье, – едет какая-нибудь важная особа, то, поджидая ее, поезд придерживает свой пыл на несколько минут, если потребуется – на четверть часа».
Поразила иностранца и широта русской души: «Пассажиров провожают родственники и знакомые, и при последнем звонке колокольчика расставание не обходится без многочисленных рукопожатий, обниманий и теплых слов, нередко прерываемых слезами. А иногда вся компания берет билеты, поднимается в вагон и провожает отъезжающего до следующей станции, с тем чтобы вернуться с первым обратным поездом. Мне нравится этот обычай, я нахожу его трогательным. Люди хотят еще немного насладиться обществом дорогого им человека и по возможности оттягивают горький миг разлуки. На лицах мужиков, впрочем не очень-то красивых, живописец заметит здесь выражение трогательного простодушия. Матери, жены, чьи сыновья или мужья, возможно, надолго уезжали, проявлением своего наивного и глубокого горя напоминали святых женщин с покрасневшими глазами и судорожно сжатыми от сдерживаемых рыданий губами, которых средневековые живописцы изображали на пути несения креста. В разных странах я видел много отъездов, отплытий, вокзалов, но ни в одном другом месте не было такого теплого и горестного прощания, как в России».
Не следует связывать церемонию долгого прощания на вокзале с появлением в России железной дороги. Отнюдь: то, о чем пишет Готье, было в порядке вещей еще до ее появления. Проводы друзей до московской станции отправления дилижанса, например, в Петербург, а затем и проезд провожающих с отъезжающими до первой остановки (чтобы там сойти) были вполне привычным явлением и до открытия вокзалов в обеих столицах. Таковы традиции.