Neben einer spannenden und durch seine Lage sehr prominenten Architektur bietet der Kölner Hauptbahnhof tagtäglich logistische Höchstleistungen für bis zu 1 Million Reisenden und Durchreisenden in insgesamt 1200 Zügen. Im Bahnhof selber laufen sternförmig elf Strecken zusammen. Mehr als 280.000 Menschen frequentieren den Bahnhof täglich als Ein- und Aussteiger.
Durch seine vertikal zentrale Lage innerhalb Deutschlands und seine Nähe zu den westlich angrenzenden Nachbarländern ist der Kölner Hauptbahnhof einer der wichtigsten Verkehrsknotenpunkte der Deutschen Bahn überhaupt.
Der Vorgänger des heutigen Hauptbahnhofs, der 1857 auf seinem heutigen Platz erbaute Centralbahnhof, verwies seiner Zeit den Botanischen Garten Kölns rheinabwärts nördlich des Stadtzentrums. Der Centalbahnhof löste ein System von fünf mehr oder weniger eigenständigen Eisenbahngesellschaften mit entsprechenden Bahnhöfen innerhalb Kölns ab. Zusammen mit der Dombrücke, der heutigen Hohenzollernbrücke, wurde der Centralbahnhof 1859 eingeweiht. Da der Centralbahnhof recht schnell an seine Kapazitätsgrenzen stieß, wurde bereits wenige Jahre nach der Eröffnung ein Umbau mit erheblicher Erweiterung beschlossen. 1894 wurde das neue Gebäude mit der die Gleise 2 – 7 überspannenden Mittelhalle aus einer Konstruktion aus Glas und Eisen in Betrieb genommen. Im zweiten Weltkrieg wurde der Hauptbahnhof stark beschädigt und in den fünfziger Jahren des 20. Jahrhunderts neu aufgebaut. Die Glaskonstruktion der Mittelhalle sollte im Zuge des Neuaufbaus abgerissen werden, da sie wegen des starken Rußausstoßes der Dampfloks so verschmutzt war, dass sowieso kaum noch Tageslicht in die Gleishalle scheinen konnte. 1957 leistete die Elektrifizierung des Bahn dieser Problematik Abhilfe.
Im Jahr 2000 wurde die aufwendige Modernisierung des Hauptbahnhofs abgeschlossen. Im 11.500 Quadratmeter großen Bereich unterhalb der Gleise befindet sich seither ein umfangreiches Angebot an Gastronomie und Geschäften. Der Kölner Hauptbahnhof lädt mehr denn je nicht nur zum Reisen, sondern vor allem zum Verweilen ein.