西元1900年11月台南到高雄的縱貫線鐵路通車啟用，當時的高雄驛稱為「打狗驛」，不過最早期的縱貫線尚未跨過愛河，而是從鼓山直通高雄港為起點，當時的高雄車站就是現今已經廢站的「高雄港驛」，目前則為「舊打狗驛故事館」。

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現址的高雄驛於1941年6月開始營運，原本臨港的「高雄驛」則改稱為「高雄港驛」。站房主體為和洋式建築，日籍建築師稱之為『帝冠式建築』，從正面觀來，最高樓層猶如一座方帽狀屋頂，在內部則為挑高藻井，讓整體車站感覺相當氣派。

2002年3月因配合三鐵共構工程，車站建築本體規劃保留並往東南方移動，售票站房則以臨時車站替代。不過這座臨時車站一轉眼也臨時了15年，鐵路地下化的新站房即將在2018年10月啟用，屆時這座「臨時站房」也將功成身退。而已經移動的舊車站建築，未來也將待周邊工程完工後，再移回原位(正對中山一路)。

目前的地面車站，共有三座月台，包含兩座島式及一座側式，前後站以連通道連接，未來移到地下後將只剩兩座島式月台。