Na budowę Dworca Centralnego w obecnym miejscu wpływ miała budowa Pałacu Kultury. Wówczas zdecydowano, że w miejscu przedwojennej stacji Warszawa Główna powstanie podziemny przystanek Warszawa Śródmieście, a stacja dla ruchu dalekobieżnego znajdzie się pomiędzy ulicami Emilii Plater oraz powstającą wówczas Marchlewskiego (obecnie al. Jana Pawła II). Najpierw jednak tymczasowo w to miejsce przeniesiono przystanek Warszawa Śródmieście, który działał w tej postaci do grudnia 1963 roku, gdy otwarto dla ruchu grupę podmiejską linii średnicowej. Przy okazji tej inwestycji zbudowano też pewne elementy przyszłej stacji Warszawa Centralna. Przez dziesięć lat w wykopie pomiędzy Emilii Plater oraz obecną Jana Pawła II widoczny był betonowy tunel z charakterystycznymi okrągłymi otworami w ścianie północnej, którym jeżdżą pociągi podmiejskie. Dalej widać było fundamenty niedokończonych peronów, a za nimi dwa perony i dwa tory tymczasowego Śródmieścia. W 1967 roku te dwa istniejące, tymczasowe perony wraz z drewnianymi pawilonami kas i poczekalni stały się przystankiem Warszawa Centralna. W lutym 1973 roku Prezydium Rządu, a następnie Rada Ministrów podjęła decyzję o budowie stacji. Projekt stacji sporządził zespół pod kierunkiem Arseniusza Romanowicza. Pierwszy projekt Dworca Centralnego zespół Romanowicza sporządził jeszcze w latach 50. była to socrealistyczna budowli z narożnymi wieżami. Z czasem powstały kolejne wersje już modernistyczne. Ostateczny i realizowany projekt stacji został włączony do wielkiego założenia Zachodniego Rejonu Centrum Warszawy rozciągającego się pomiędzy ulicami Emilii Plater oraz ciągu Chałubińskiego – al. Jana Pawła II od Wspólnej do Świętokrzyskiej. Budowę planowano na dziesięć lat (3650 dni) ostatecznie zdecydowano się skrócić ten czas do 1100 dni (3 lata). W ramach tej inwestycji powstały hala peronowa i kasowa dworca oraz zespół przejść podziemnych wraz z układem drogowym ulic Chałubińskiego, al. Jana Pawła II oraz Emilii Plater. Uroczyste otwarcie odbyło się 5 grudnia 1975 roku. Jednak nie wszystko zrealizowano w tym terminie. Prace przy budowie kontynuowano dalej. Do 1977 roku przykryto wykop linii średnicowej pomiędzy al. Jana Pawła II i Żelazną. Nigdy nie zbudowano wyjścia z galerii zachodniej przy wylocie Chmielnej. Przez wiele lat wychodziło się po tymczasowych drewnianych schodach, które po pożarze zastąpiono tymczasowymi, betonowymi.