Хотя железнодорожное сообщение до Сочи появилось лишь в 1917 году, но первое здание вокзала было построено еще до революции. В тридцатых годах 20 столетия Сочи становится всесоюзной здравницей, строятся новые санатории, мосты, виадуки. В связи с этим в 1934 году в Сочи был построен новый вокзал, а 10 сентября 1952 года было сдано в эксплуатацию современное здание вокзала, которое и сейчас выглядит красиво и современно.Трехэтажное здание вокзала имеет 3 чередующихся внутренних двора и высотную башню (55 м).

Здание построено по проекту академика архитектуры Алексея Николаевича Душкина (1903 -1977). Помимо вокзала в Сочи им были спроектированы железнодорожные вокзалы в Днепропетровске, Евпатории, Брянске и Симферополе, а также несколько станций московского метро и крупных градостроительных комплексов в Москве.

Соавтором проекта здания ,как впрочем и многих других совместных проектов, был архитектор Гордей Гордеевич Аквилев (1910 — 1975) . Это объяснялось тем, что Аквилев был отличным специалистом по витражам и металлу в архитектуре.

Проект здания железнодорожного вокзала согласовывался во многих инстанциях, т.к. считалось ,что Сочи — ворота Черноморского побережья Кавказа и рядом с Сочи находились дачи руководящей верхушки СССР и самого Сталина.

Долгий путь прошёл проект через Министерство путей сообщения, Комитет по делам архитектуры, Совет Министров СССР, ЦК КПСС пока не получил одобрение генерального секретаря Сталина. Даже с грузинским руководством успели согласовать проект. Короче проект согласовывался во всех инстанциях практически пять лет.

После завершения строительства многие кавказские архитекторы поражались, как Душкин смог почувствовать стиль и колорит южного сооружения и вписать гармонично в кавказский ландшафт.

Правда автора проекта официальные власти после строительства заклевали , обвиняя в завышении стоимости строительства построенных им вокзалов в два- три раза и злоупотреблении архитектурными излишествами при строительстве конкретно вокзала в Сочи. История рассудила справедливо — архитектора помнят благодарные потомки, а про злопыхателей никто и не помнит. Да и вокзал получился на славу.

В 1975 году сочинский железнодорожный вокзал был внесен в число памятников архитектуры местного значения. В 1997- 1998 году была проведена реконструкция вокзала.