Der Klinkerbau entstand von 1933 bis 1936 nach den Plänen von Reichsbahn-Oberbaurat Otto Falck. Er war Ausdruck architektonischer Entwicklungen der 1920erJahre und entsprach dem damaligen Zeitgeist.
Eine geräumige Empfangshalle und die großzügig gestalteten Bahnsteigübergänge charakterisieren ihn. Der als Keilbahnhof konzipierte Hauptbahnhof ist bereits das dritte Bauwerk seiner Art in Zwickau. Bereits 1845 hatte die Stadt einen Schienenanschluss erhalten.
Eine Besonderheit im Eisenbahnwesen stellt die Verbindung des Schienennetzes der Deutschen Bahn bis in die Innenstadt dar: Seit 1999 hält hier der aus dem Vogtland und Tschechien kommende Regiosprinter, um dann an der Stadthalle vorbei in das Zentrum zu fahren. Dabei nutzen Zug und Straßenbahn aufgrund der unterschiedlichen Spurweiten ein einzigartiges Drei-Schienen-Gleis.