С началом в 1843 г. строительства железной дороги Санкт-Петербург – Москва решался вопрос о сооружении ее городских вокзалов. В столице под здание вокзала было отведено место на городской окраине, где при пересечении Невского проспекта с Лиговским каналом имелись значительные мало застроенные территории, необходимые для развития инфраструктуры станции. Заинтересованный в сооружении дороги император Николай I заботился и о том, «чтобы сторона, противоположная станции Санкт-Петербург– Московской железной дороги в здешней столице была застроена приличными сооружениями». Архитектор Н.Е. Ефимов в 1844 г. выполнил проект планировки площади, получившей название Знаменской. Однотипные здания городских вокзалов были возведены в Санкт-Петербурге (1844–1851) и Москве (1849) по проекту архитектора К.А. Тона.
Работами в Санкт-Петербурге руководил инженер К.А. Желязевич, автор перекрытия дебаркадеров, вокзальных зданий на промежуточных станциях, служебных и производственных построек. Симметричное здание вокзала, архитектурный облик которого был навеян западноевропейскими городскими ратушами, включало в себя два трехэтажных флигеля, крытый дебаркадер над путями и платформами, одноэтажный боковой корпус со стороны отправления поездов, императорский павильон и небольшое багажное отделение со стороны прибытия поездов. На территории вокзала первоначально устроили четыре рельсовых пути: крайние служили для приема и отправления поездов, два средних предназначались для межрейсового отстоя вагонов. Основная часть помещений вокзала была занята жилыми и рабочими помещениями служащих железной дороги. В здании вокзала располагались Управление железной дороги, кабинет и служебная квартира главноуправляющего путями сообщения и публичными зданиями графа П.А. Клейнмихеля.
Первоначально сооруженное здание вокзала оказалось не очень удобным для пассажиров, и его пришлось реконструировать. Перестройка вокзального здания, в результате которой были расширены залы ожидания и возведен багажный флигель, стены, отделяющие внутренние помещения вокзала друг от друга и от железнодорожных платформ, заменили открытыми арками. Эти работы длились около десяти лет.
Московский вокзал. Фото 1960-х гг.
После кончины Николая I по указу императора Александра II от 8 сентября 1855 г. дорогу и ее вокзалы в Петербурге и Москве стали именовать Николаевскими (Николаевский вокзал в Петербурге по мере пуска Новоторжской и Ржево-Вяземской железных дорог становился также конечной станцией и этих дорог). Тогда же к территории вокзала присоединили ближайший частновладельческий участок со стороны Лиговского канала, на котором началось возведение багажного флигеля.
К началу ХХ в. Николаевский вокзал потребовалось расширить, так как он уже не мог справиться с огромным количеством пассажиров. Перед архитекторами Петербурга встала серьезная проблема, поскольку свободного места вокруг вокзала уже практически не было. Выход из положения нашел архитектор В.А. Щуко, предложивший увеличить площадь здания в сторону железнодорожных путей, что и было сделано по его проекту под руководством инженера А.А. Богородицкого.
В 1895–1896 гг. академик архитектуры А.А. Клевщинский построил на выкупленном у семьи Резвых участке Конторский корпус вокзала, в 1898 г. было построено служебное здание из красного кирпича, продолжившее вокзальные постройки вдоль Лиговского канала. Но вокзал все равно не соответствовал быстрому росту столицы, и требовалась его радикальная реконструкция, тем более что все ранее принадлежавшие частным лицам участки вблизи вокзала по Лиговскому каналу вплоть до Кузнечного переулка перешли в собственность Главного общества Российских железных дорог. В 1906–1907 гг. проходил открытый конкурс, не давший приемлемых результатов. Единственное здание, которое тогда удалось построить на территории вокзала по проекту А.А. Барышникова, – пятиэтажный жилой дом для руководителей и персонала Николаевской железной дороги с меблированными комнатами для приезжающих в столицу железнодорожных чиновников, ныне числящийся, как и все вокзальные постройки, под номером 85 по Невскому проспекту (позже дом надстроили шестым этажом). Ниоткуда не видный, этот дом не попал ни в один городской путеводитель, хотя его архитектура, как и некоторые его жители, достойны внимания. Так, сразу после постройки дома здесь поселились начальник Николаевской железной дороги Николай Константинович Шаффгаузен-Шенберг-Эк-Шауфус с женой Людмилой Ивановной, инженер путей сообщения Николай Николаевич Митинский с женой Александрой Романовной. Здесь же жили почетный гражданин Матвей Степанович Афанасьев, дочь действительного статского советника Нина Васильевна Дружинина, служащий дороги коллежский асессор Антон Антонович Клевщинский, врачи Управления Николаевской железной дороги действительный статский советник Александр Иванович Кривский и коллежский асессор Николай Александрович Романов.