長沙火車客運站是國內大型火車客運站之一。位于長沙市五一大道東端。站房由湖南省建筑設計院設計。

站場由廣州鐵路勘測設計所設計。工程設計方案是在國家建委、建委研究院、北京設計院、清華大學建筑系等幫助下，從全國16個省市的設計院和大專院校提供的60個平面方案、70個立面方案中，經多次歸納、綜合形成，特點是“前后錯層、地道進站、分散空間候車”。湖南省第六工程公司等單位施工。1975年7月1日正式開工。1977年6月30日正式投入使用。概算投資2428萬元。由站嘗站房和廣場三部分組成。占地面積12.16萬平方米，其中建筑物30495平方米，站前廣場35742平方米，交通廣場約18700平方米。車站站房坐東朝西，與岳麓山遙遙相對，同五一大道及橫跨湘江、橘子洲頭的湘江大橋成一直線。造型繼承和發(fā)揚中國傳統(tǒng)建筑工藝和地方特點，既雄偉壯觀，又樸實大方。主樓為“鐘塔式”立面，高23米，深96米。中央頂部建有鐘塔，塔頂高51米。塔上設火炬模型和四面可見的大鐘一架，炬頂距地面63.5米。西立面前廳和南北候車室的空間，按18米標高拉齊作成一條長達151米的大挑檐。鐘樓頂部做琉璃三重檐，鐘樓輪廓的收分呈微微向外凸起的曲線，簡潔新穎，莊重大方。毛澤東手跡“長沙”二字用特殊材料制作，安裝在鐘樓下方。夜間字體映射紅光，閃耀在星城夜空，充滿著革命的浪漫主義的風格。大樓二層，平面前后作局部錯層。

主樓結構采用現(xiàn)澆砼框架結構，兩端為預制變通砼梯形屋架，預應力大型屋面板。廣廳采用預制柱屋面為42×42米斜向正交普通型鋼聯(lián)方網架結構，時在國內屬首次應用。前廳高15米，面積1350平方米;正廳高18米，面積1764平方米。南北設有高13米、1620平方米的普通候車室2個(底層)，高10米、1008平方米的快車候車室2個(二樓)，另有母嬰候車室、貴賓候車室、軟席候車室10個，可容6000人同時候車。室內設計與立面造型一致，明朗雅潔，又富有傳統(tǒng)特色。主樓北側為出站大廳，南側為行包房及其他附屬建筑物。站前廣場南北寬259米，東西進深138米。廣場南側為售票廳，北側為郵電大樓，與主樓以雨廊相連，形成左右對稱、主次分明的一個有機的建筑群體。站場有到發(fā)線6股、存車線1股，南北客外線與京廣鐵路正線接通。

另有站臺3座、雨棚3個、旅客進出站地道3條、行包和郵包專用地道各1條及防空地道等建筑。中軸線上舒展的廣嘗寬敞的大廳、寬綽的通道，為迎送國賓的禮儀創(chuàng)造了條件。站場設計和建筑質量在當時居全國一流水平，建筑規(guī)模和客運量居湖南省第一位，并被建筑界譽為中國現(xiàn)代建筑設計和建筑藝術的代表作。1991年被評為長沙市第一屆(1949—1990年)“十佳建筑”之一。