XX wieku
mały|Dworzec przed 1920 rokiem mały|Stary dworzec kolejowy w okresie II wojny światowej
Stały rozwój miasta wymagał dalszej rozbudowy stacji, co uniemożliwiała powstała od momentu powstania stacji zabudowa miejska. W tym celu stację rozdzielono na pasażerską (na wysokości dworca przy ulicy Dworcowej) i towarową (na wysokości obecnego dworca). Wybudowano również nową, istniejącą do dziś parowozownię wachlarzową. W latach 1906–1908 rozbudowano istniejący budynek dworcowy w stylu modernizmu historycznego. Główny gmach pełnił funkcje administracyjne, a podróżni byli obsługiwani w dwóch bocznych halach. Stacja miała wówczas 7 peronów, z czego wejście na perony 6. i 7. odbywało się od strony ulicy T. Kościuszki, a pozostałe miały przejścia podziemne.
W latach międzywojennych, po przyłączeniu Katowic do Polski, stacja nadal odgrywała ważną rolę w systemie komunikacji kolejowej. W 1929 roku sprzedano 5 407 313 biletów na pociągi pasażerskie oraz wwieziono i wywieziono 1 091 382 ton węgla i 1 120 423 ton innych towarów.