ایستگاه راه آهن مشهد واقع در ضلع شمالی شهر قدیم مشهد و در فاصله ی ۲ کیلومتری از حرم امام رضا قرار دارد. ساختمان ایستگاه توسط معمار ایرانی حید غیایی طراحی شده است و ساخت آن در ۲۵ شهریور ۱۳۳۴ و در ۴ آبان ۱۳۴۵ به بهره برداری رسیده است.

ایستگاه مشهد به دو ایستگاه باری و مسافری تفکیک شده و دارای ۷ خط قبول و اعزام مسافری و خط مربوط به ایستگاه باری و خطوط تخلیه و بارگیری در محوطه گمرک و خطوط تعمیرات می باشد.

ساختمان اصلی ایستگاه در زمینی به مساحت حدود ۱۲۰۰۰ متر مربع ساخته شده است. طراحی بنا توسط معمار ایرانی حید غیایی انجام شده و پروژه به سرپرستی مرتضی کباری اجرا شده است.

ایستگاه راه‌آهن مشهد شاخص‌ترین ساختمان متعلق به جریانهای معماری معاصر در مشهد بوده است.

ساختار مستطیلی پلان، نمای کلاسیک با ستونهای منظم و سقف منحنی، مجموعه زیبایی را پدید آورده است .

حجم یادمانی بیرون، در درون، سالنی با شکوه می‌سازد که با اجزایی متناسب در خدمت مضمونی کاربردی قرار می‌گیرند.

والی ستونهای سفیدپوش سنگی در نمای اصلی و ریتم یکسان، سایه روشن مطبوعی را زیر منحنی تیره سقف پدید می‌آورد.

ترکیب کلی فضا یادآور آثار برجسته دوران بعد از جنگ دوم جهانی در اروپا است.

در سال ۸۸ تعداد مسافرین جابجا شده در ایستگاه ۱۲ میلیون و ۴۰۰ هزار نفر بوده است. ورود ۳۰ درصد از زائران به مشهد از طریق راه آهن انجام می شود.

با توجه به ظرفیت محدود ایستگاه راه آهن مشهد، این ایستگاه حداکثر تا پایان برنامه پنجم توسعه پاسخ گوی نیاز مسافران است، لذا مطالعات احداث پایانه دوم ایستگاه راه آهن مشهد آغاز شده است.