Wszystkie linie wychodzące ze stacji zelektryfikowano w latach 1973–1987.
20 kwietnia 1919 roku przez Ostrów Wielkopolski przejeżdżał pociąg z Armią gen. Hallera. Uroczyste powitanie żołnierzy na pierwszej polskiej stacji zostało utrwalone na najstarszym zachowanym ostrowskim filmie.
Dworzec wybudowany w 1875 r. według kierownictwa DOKP nie spełniał wymogów dynamicznie rozwijającego się miasta i narastających przewozów pasażerskich i towarowych, dlatego w 1966 r. powstał projekt całkowitej przebudowy dworca, przylegających pomieszczeń i obszernego placu przed budynkiem. Całkowicie została zmieniona bryła budynku w niczym nie przypominająca dawnego. Nowy modernistyczny budynek zaprojektowany został przez Kazimierza Serowskiego. Zostały zbudowane poczekalnie, cześć gastronomiczna i administracyjna. Otaczające budynek budowle z muru pruskiego zostały rozebrane, a w ich miejsce wybudowano nowe, w których zlokalizowano m.in. stołówkę dla pracowników kolejowych i ich rodzin. Z lewej strony budynku zostały wybudowane pomieszczenia poczty. Całkowitą modernizację przeszedł tunel peronowy, wiaty peronowe oraz w 2016 roku wszystkie perony. Przebudowano całkowicie plac przed dworcem i zmieniono oświetlenie. Zmodernizowany dworzec posiada kubaturę 11 200 m³.