Det pampiga stationshuset, ett av de största i Sverige utanför storstäderna, ritades för Gävle-Dala järnvägs (GDJ) räkning av stadsarkitekten Mårten Albert Spiering och uppfördes 1876–1877. Persontrafiken överflyttades därefter hit från den gamla stationen på Alderholmen.
Centralstationen byggdes om år 1900–1901 under ledning av arkitekten Sigge Cronstedt.
Då Gävle C tillkom namnändrades den gamla Gävle station till Gävle Norra.