Впервые поезд прибыл в Воронеж в 1867 году. Старый вокзал - двухэтажное каменное здание - не сохранился. Его взорвали немцы во время оккупации Воронежа в 1942-43 годах. Затем 11 лет в качестве вокзала использовалась времянка. Современное здание возведено в 1954 году по проекту архитектора Алабяна, который руководил восстановлением Сталинграда (Волгограда). Здание выполнено в том же стиле сталинский ампир, что и вокзал в Волгограде, но менее монументально.
За полвека бетонные фигуры на фасаде сильно обветшали и в 1996 году были заменены на бронзовые. В начале 2000-х в здании был сделан ремонт. Интерьер украшен колоннами, мрамором, лепниной на потолке и вычурными люстрами. Из неудобств - внутри много лестниц, но нет эскалаторов.
Вокзал расположен в центре города. Недалеко можно найти магазины, кафе и гостиницы. На привокзальной площади устроен сквер и стоит памятник генералу Черняховскому, руководившему освобождением Воронежа от фашистов. Тут же в качестве памятника установлен паровоз серии «Э». От вокзала 10-15 минут идти до парка «Орленок» (есть несколько скульптур), монументального Благовещенского собора и здания управления ЮВЖД (высокая башня с часами). В центре города посетите также Успенский храм, Музей Крамского (известный русский художник XIX века), памятник Петру I.
В черте города, кроме станции Воронеж I, есть еще небольшая станция Воронеж-Курский, откуда отправляется поезд Воронеж - Курск. Также много поездов идет через станцию Придача, расположенную на окраине города, на другом берегу реки. Здесь открыт вокзал Воронеж-Южный.