W latach 1941 – 1944 niemieccy okupanci rozbudowali go na potrzeby wojenne, zatrudniając polskich robotników skierowanych przez urzędy pracy. Mimo to, sam dworzec był bardzo urozmaicony i malowniczy z rozczłonkowanymi wieżyczkami z krenelażem. Taki stan zachował się do lat 70. XX wieku.
Użytkowany był do 1969 r. Jedyną pozostałością po starym budynku jest herb Leszna, który został umieszczony na budynku sprzed modernizacji z okazji jubileuszu 150-lecia kolei na ziemi leszczyńskiej.
Decyzją Dyrekcji Okręgowej Kolei Państwowych w Poznaniu z 1968 r. stary, neogotycki budynek dworca został zburzony i na jego miejsce w latach 1969 – 1971 postawiono nowy budynek w stylu modernizmu. W wyniku przebudowy całkowicie zmieniła się bryła dworca. Nic nie pozostało z neogotyckiego budynku. Zastąpiony on został przez obiekt o wysokiej kubaturze, bryłowy, będący połączeniem betonu i przeszklonych ścian. Pod budynkiem przeprowadzono tunel łączący obie strony peronowe dworca (dla linii Wrocław Główny – Poznań Główny perony 1 i 2, dla linii Forst – Głogów – Łódź Kaliska, Leszno – Jarocin, Leszno – Zbąszynek perony 3, 4, 5). Na pierwszym piętrze nowego gmachu urządzone zostały nowe poczekalnie, a na parterze rozbudowano część gastronomiczną oraz kasy biletowe i informację dla podróżnych.