Железнодорожный вокзал был открыт спустя некоторое время после прихода в город в 1893 году Московско-Казанской железной дороги. С советского времени вокзал находится в ведении Казанского отделения Горьковской железной дороги. В настоящее время находится под управлением Горьковской региональной Дирекции железнодорожных вокзалов структурного подразделения Дирекции железнодорожных вокзалов — филиала ОАО «РЖД».
В 1992 году главное здание претерпело сильный пожар и было восстановлено к 1997 году. К празднованию тысячелетия города, в 2005 году, планировалась большая реконструкция вокзала с сооружением над путями остеклённых зала ожидания и спусков, но реализованы были только реконструкция пригородного здания и площади.
От вокзала действует железнодорожная радиальная 21-километровая линия в аэропорт городского поезда, которая обслуживает южные городские посёлки и аэропорт, а ранее была линией Аэроэкспресса, сооружённой к Универсиаде 2013 года.
Также к Универсиаде в другой части города построен мультимодальный транспортно-пересадочный узел «Казань-2».