24 stycznia 2022 roku doszło do podpisania umowy na przebudowę i modernizację dworca. Do 2023 roku dworzec miał przejść całkowitą modernizację. Koszt inwestycji miał pierwotnie wynieść 44,21 mln zł, jednak 29 marca 2023 roku ogłoszono, że koszt remontu będzie o 7 mln zł droższy. W czerwcu 2022 roku rozpoczęto przebudowę, wyburzając część środkową, w której znajdowała się poczekalnia i kasy, a także wyburzono wnętrze skrzydeł. Bryła budynku i styl architektoniczny nie uległy zmianie, natomiast zyskał nową funkcjonalność i większą dostępność dla podróżnych. Powiększeniu miała ulec przestrzeń handlowo-usługowa i biurowa, a tunel miał zyskać windy. Dworzec został otwarty 15 grudnia 2023 roku.
20 kwietnia 2023 roku ogłoszono przetarg na remont peronu nr 1, który znajduje się najbliżej budynku dworcowego.
We wrześniu 2021 roku Rada Miasta przegłosowała jednomyślnie zmianę nazwy stacji z „Kielce” na „Kielce Główne”. Zmiana formalnie weszła w życie w grudniu 2023 roku. 2 sierpnia 2023 roku ustawiono na dachu budynku dworca logo PKP oraz napis z nową przyjętą nazwą stacji „Kielce Główne”. 24 października 2023 roku na remontowanym wraz z dworcem peronie nr 1 zamontowano tablice z nową nazwą stacji „Kielce Główne”.