Katrineholms stationshus uppfördes 1861-69 vid västra stambanan (Göteborg – Stockholm) och betydelsen som knutpunkt markerades av kopplingen till Östra stambanan (sträckan Katrineholm- Norrköping blev klar 1866).
Bilden till höger är från 1914
Stationshuset ritades av Statens järnvägsbyggnaders chefsarkitekt A.W. Edelsvärd i en karakteristisk schweizisk stil. Katrineholms stationshus kom att bli mönster för flera andra stationshus (”Katrineholmsmodellen”, en utveckling av ”Gnestamodellen”) som det i Alvesta.
Till anläggningen hör den något senare tillbyggda järnvägsrestaurangen. Järnvägsrestauranger behövdes vid alla järnvägsknutpunkter före den tid då restaurangvagnar medföljde tågen. Intressant är envåningsbyggnaden i en våning intill restaurangen. Den är utformad som en tempelgavel med riksvapnet tre kronor i tympanonfältet.

1915 gjordes en omfattande förändring då de olika byggnadsdelarna fick en sammanhållen struktur.
Yttre förändringar utfördes 1954-56 på restaurangdelen, och på stationshuset utfördes yttre förändringar 1989 samt 1995 då resecentrum byggdes. Vid detta tillfälle utfördes även en inre ombyggnad.
Med hänsyn till stationsbyggnadens stora kulturhistoriska värde blev den statligt byggnadsminne 1986 och övergick till ”vanligt” byggnadsminne då det statliga bolaget Jernhusen AB tog över.

Under 2013-14 genomförs en omfattande utvändig renovering med hjälp av bidrag rån Länsstyrelsen i Södermanland. All befintlig plastfärg tas bort , omputsning med kalkbruk och
målning med kalkfärg. Även fönstren målas om.

Arbetet har bestått och består av myndighetskontakter och ansökningar, medverkan vid upprättande av programhandlingar, ordna analyser, antikvarisk medverkan (kontroll) och dokumentation.

Ägare och byggherre är Jernhusen stationer AB, Stockholm.