We wrześniu 1939, w wyniku ataku Niemiec na Polskę i zajęciu Katowic, stacja przeszła w zarząd niemiecki. W 1945 roku wycofujące się wojska niemieckie wysadziły wieżę ciśnień na stacji. Kolejną, nadal istniejącą, ukończono w 1951 roku. W latach 50. XX w. ze stacji odprawiono pierwsze pociągi elektryczne. Linię Gliwice – Katowice – Sosnowiec Główny zelektryfikowano 1 czerwca 1957 roku. Elektryfikacja pozwoliła na przyspieszenie pociągów na trasie Katowice–Warszawa: czas przejazdu pociągów spadł poniżej czterech godzin. W latach 60. ekspres Górnik pokonywał trasę pomiędzy Katowicami a Warszawą w 3 godziny 27 minut (prędkość handlowa wynosiła wówczas 92,2 km/h).
Przebudowa stacji i budowa brutalistycznego dworca (lata 70. XX wieku) mały|lewo|Brutalistyczny dworzec w 1973 roku mały|lewo|Katowicki dworzec w 2006 roku
Decyzja o budowie w Katowicach nowego dworca zapadła w połowie lat 50. XX wieku, gdy stary dworzec znajdujący się przy ulicy Dworcowej okazał się za mały dla dużego miasta – tylko część budynku była użytkowana w ruchu pasażerskim, według wyliczeń jednocześnie w obiekcie mogło znajdować się maksymalnie 1,5 tys. osób.