
Hlavní nádraží stojí v městském obvodu Plzeň 2, ve Východním Předměstí poblíž pravého (východního) břehu Radbuzy. Na opačné straně řeky je historická část města s náměstím a katedrálou svatého Bartoloměje. Na severní straně nádraží je v ulici Šumavská autobusový terminál Hlavní nádraží. Na západní straně autobusového terminálu je podchod, který vede na západní konce vlakových nástupišť, do nádražní budovy a dál do ulice Železniční. Ta se nachází na opačné jižní straně nádraží. Na východní straně autobusového terminálu je podchod, který vede na východní konce vlakových nástupišť. Tento podchod vede pouze na nástupiště. Autem je možno dojet k nádražní budově z podjezdu v ulici Mikulášská. Před nádražní budovou je parkoviště s kapacitou 60 aut. V době výluky mohou kapacitu parkoviště omezovat výlukové autobusy. V ulici Ukrajinská na severozápadní straně nádraží je tramvajová zastávka Hlavní nádraží. Prohlídku nádražní budovy můžeme spojit s krátkou procházkou okolo nádraží. Západním podchodem můžeme jít do ulice Šumavská a po ní okolo autobusového terminálu na most v ulici Lobezská. Z mostu je nádherný pohled na celé nádraží. Na opačné straně mostu můžeme dojít ulicí Železniční zpátky do západního podchodu nádraží. V brzkých ranních hodinách, přibližně od 01:30 do 4:00, může být nádraží zavřeno. Zavírací doba záleží na aktuálním jízdním řádu vlaků. Ani hlavní nádraží v Praze není otevřeno nepřetržitě.
Po silnici je přístupná od jihozápadu podjezdem v ulici Mikulášská. Před hlavním jihozápadním průčelím staniční budovy je nádražní náměstí. To je na severní a jižní straně sevřeno žulovými terasními zdmi kolejišť. Obě kolejiště odtud pokračují po betonových mostech z let 2017-2018 nad podjezdem ulice Mikulášská k jihozápadnímu zhlaví stanice. To se nachází na náspu těsně před pravým břehem Radbuzy. Ze zhlaví vychází pět kolejí, které řeku překračují třemi mosty. Počet kolejí na mostech je v sestavě 1-3-1. Nejsevernější kolej náleží trati do Klatov, která se za řekou stáčí k jihu. Zbylé čtyři koleje vedou do sousední stanice Plzeň-Jižní předměstí a odtud dál směrem Cheb, Domažlice a do podniku Škoda Transportation. Hlavní nádraží má 15 průběžných a 5 kusých kolejí. Čtyři kusé koleje jsou ve středu kolejiště u nástupišť severovýchodně od staniční budovy (koleje 6-9). Poslední kusá kolej je na jižním okraji kolejiště. Východním směrem z ní odbočují další kusé koleje. Nádraží má 6 nástupišť. Dvě ostrovní nástupiště jsou v severní části kolejiště, jedno je v jižní části. Zbylé tři nástupiště s kusými kolejemi jsou ve střední části kolejiště, kde navazují na staniční budovu. Zastřešení těchto nástupišť spojuje před staniční budovou příčná ocelová hala. Na severovýchodní straně nádraží se kolejiště dělí na dva svazky. Severovýchodní svazek vede do nákladního a seřaďovacího nádraží s depem. V tomto svazku je jednokolejná trať na Chomutov a Žatec. Před nákladním a seřaďovacím nádražím z něj vybočuje dvoukolejná trať do Prahy. Druhý jihovýchodní svazek vede okolo železničních opraven a strojíren, které jsou na něj napojeny z jihu. V tomto svazku je dvoukolejná trať do Českých Budějovic. Do památkové ochrany od roku 2000 spadá nejen staniční budova č.p. 102, ale také zastřešení nástupišť, příčná ocelová hala, nádražní náměstí, terasní zdi kolejišť, secesní litinová zábradlí stanice, stojany s rozvody pitné vody, dva vodní jeřáby, ohradní zdi a kovové ploty stanice..
Ocelový skelet kopule dodala libeňská mostárna Bratři Prášilové a spol. Ve vrcholové části kopule je vyvýšený čtvercový světlík haly se skleněnou stanovou střechou a ozdobnou vrcholovou vázou. Celkovou výškou okolo 40 m je budova výraznou dominantou města. Podlaha haly je spolu s nádražním náměstím pod úrovní kolejiště. Cestou z nástupišť je tedy v suterénu. Původní stavba je jednopatrová, hlavní hala s kopulí ale vystupuje z jejího středu o další patro. S výjimkou hlavní jihozápadní strany je dnes hala obestavěná moderní nástavbou druhého patra s plochou střechou. V obou rozích hlavního jihozápadního průčelí stojí zasunuté věže čtvercového půdorysu. Věže jsou zastřešeny čtyřbokými kopulemi, které jsou na všech stranách obehnané parapetními zdmi s rohovými ozdobnými vázami. Kopuli haly věže nepřevyšují. Hlavní jihozápadní průčelí je devítiosé. Jednopatrovou terasu a její skleněnou pultovou střechu podepírají štíhlé kovové sloupy. Terasa spojuje nástupiště na obou bocích staniční budovy. Na straně nádražního náměstí má zdobné secesní litinové zábradlí. V přízemí průčelí je kamennými deskami obložený sokl. Ve středu přízemí je trojice obdélných vstupních dveří. V omítce je hladké vodorovné pásové armování. Nad vstupem v přízemí je na terase v prvním patře dvojice obdélných dveří s nadsvětlíky. Mezi nimi je jedno široké čtvercové okno. Zbylá okna přízemí a prvního patra jsou obdélná, pouze obě krajní okna prvního patra mají segmentové záklenky. Průčelí prvního patra dělí pilastry. V omítce je vodorovné pásové bosování. Nad střechou terasy jsou hodiny, ty ale uvidíme jen s větším odstupem. Nejvyšší druhé patro průčelí patří hlavní hale. Ustupuje proto za obě rohové věže. Střední tři osy druhého patra zabírá jediné rozměrné sdružené okno se segmentovým záklenkem. Po stranách tohoto okna jsou výrazné pilastry, které podepírají tympanon. Pilastry ale tympanonem procházejí do obdélné atiky. Bohatě profilované orámování tympanonu je kvůli pilastrům zalomené. Ve výplni tympanonu je bohatá štuková výzdoba se státním znakem České republiky (tzv. malý státní znak, pouze lev). Pilastry atiky korunují okřídlená železniční kola, původně zde byly orlice. Na tympanon navazuje po obou stranách profilovaná korunní římsa průčelí, která volně pokračuje po obvodu obou věží. Pod římsou je nad okny další bohatá štuková výzdoba. Po stranách středního okna druhého patra jsou dvojice sdružených oken s půlkruhovými záklenky. Jednoosá průčelí věží mají ve druhém patře jedno obdélné okno s bočními pilastry a trojúhelnými suprafenestrami. Okna bočních průčelí věží nad přístřešky nástupišť jsou slepá. Hladce omítnuté stěny v interiéru haly vybíhají ze soklů. Podlaha je replikou původní historické dlažby. Na všech stranách haly jsou trojice širokých obdélných vstupů. Rohové vstupy vedou do obchodů, pouze ty na severovýchodní straně haly po stranách schodiště a eskalátorů vedou do prodejny jízdenek. Střední vstupy na severozápadní a jihovýchodní straně haly vedou do podchodů nástupišť. Podchody jsou zároveň průchody do ulic Šumavská a Železniční. Jihozápadní vstup je hlavním vstupem haly z nádražního náměstí. Protější severovýchodní vstup je vyvýšený do úrovně prvního patra haly. Je v něm schodiště a dvojice eskalátoru do horní zadní haly, odkud se jde ke kolejím 5-10 středních staničních nástupišť. Po stranách schodiště a eskalátorů jsou sochy hutníka a posunovače z 50. let 20. století. Nad všemi vstupy haly jsou půlkruhové odlehčovací oblouky se stupňovaným orámováním. S výjimkou severovýchodní strany haly jsou oblouky slepé. Ve výplni středních oblouků jsou fresky s výjevy socialistického realismu. Mezi jednotlivými vstupy stoupají ke kopuli haly výrazné pilastry. Pod jejich profilovanými hlavicemi jsou kruhové štukové medailony a o něco níže vítězné vavřínové věnce. Stěny haly dělí dvojice kordonových říms a profilovaná korunní římsa, která je v hlavicích pilastrů zalomená. Pod kopulí jsou ve středních částech stěn haly nízká a široká segmentově zaklenutá okna. Pouze na hlavní jihozápadní straně tento prostor zabírá rozměrné sdružené okno se segmentovým záklenkem. Nad jihozápadním a protějším severovýchodním oknem jsou státní znaky České republiky (tzv. malý státní znak, pouze lev) se dvojicemi putti po stranách. Na obou zbývajících stranách jsou znaky města Plzně. Za horní zadní halou je restaurace s vysokým stropem, stropními světlíky a bohatou štukovou výzdobou stěn. Za restaurací je sedmiosé dvojpodlažní severovýchodní průčelí budovy s trojicí obdélných rizalitů ve středu průčelí a na obou jeho koncích. Průčelí má plechem pokrytou profilovanou kordonovou a korunní římsu. Okna jsou obdélná. V přízemí jednoosého středního rizalitu jsou obdélné dveře. Mezi okny přízemí jsou lizény, ty jsou spolu s celým průčelím děleny vodorovným štukovým armováním. Okna prvního patra mají pravoúhlé suprafenestry, zvýrazněné nadokenními římsami. Všechny tři rizality korunují atiky. Průčelí obou bočních rizalitů jsou slepá. Jsou v nich rozměrné slepé obdélné rámy s bohatě zdobenými štukovými suprafenestrami. Kordonová římsa kvůli nim končí na rozích obou rizalitů..
priv. České západní dráhy z bavorských hranic a Domažlic. V následujícím roce bylo uvedeno do provozu hlavní nádraží, které následně neslo jméno c. k. Centrální nádraží císaře a krále Františka Josefa I. Tehdejší staniční budova byla postavena podle plánů Ignaze Rzechky. Zároveň byla dokončena zbývající část C. k. priv. České západní dráhy do Prahy. V roce 1868 dorazila do Plzně také C. k. priv. Dráha císaře Františka Josefa z Českých Budějovic se spojením do Vídně přes České Velenice. 28. ledna 1872 byl otevřen její další úsek do Chebu. Staniční budova byla v letech 1867-1870 rozšířena a upravena pro potřeby obou společností. 8. srpna 1873 byla zprovozněna železniční trať z Plzně do Března (u Chomutova) C. k. priv. Plzeňsko-březenské dráhy. Tato společnost měla na nádraží od roku 1877 vlastní staniční budovu. 6. října 1876 byla zprovozněna železniční trať z Plzně do Klatov a Nýrska. V Plzni měla tato trať nejprve jen provizorní zastávku, s hlavním nádražím byla spojena 20. května 1877. Tím byla síť hlavních železničních tratí v Plzni hotova. V letech 1884 a 1895 byly soukromé dráhy zestátněny. V Plzni tak bylo třeba nesourodé nádraží přestavět a sjednotit. Byla proto zahájena stavba zcela nové ostrovní staniční budovy v neorenesančním a secesním slohu podle návrhu Gustava Kulhavého. Ta byla veřejnosti otevřená 17. července 1907. Zakázku na její stavbu získal plzeňský stavitel a architekt Rudolf Štech. Zisk ze stavby chtěl využít k úhradě svých dluhů. Stavbu ale podhodnotil, čímž se ještě více zadlužil. 2. ledna 1908 se proto oběsil. Trať do Prahy byla ve 30. letech 20. století zdvoukolejněná. V období 1. republiky mělo nádraží dnešní jméno Plzeň hlavní nádraží. Staniční budova byla v noci ze 16. na 17. dubna 1945 silně poškozená během britského bombardovaní Plzně. Kopule se důsledkem výbuchu bomby posunula o 15 cm. Po válce se uvažovalo o kompletní demolici staniční budovy, nakonec ale proběhla její rekonstrukce. Kopuli vrátili zpět na své místo mostaři ze Škodových závodů. Fresky a sochy v interiéru haly v duchu socialistického realismu z roku 1956 navrhl architekt Josef Václavíček. V letech 1949-1989 se nádraží jmenovalo Plzeň Gottwaldovo nádraží. Elektrifikace tratě České Budějovice-Plzeň byla dokončena v roce 1968 střídavou soustavou 25 kV 50 Hz. Pod tímto napětím je i hlavní nádraží v Plzni. V 60. letech 20. století proběhla zároveň elektrifikace tratě z Plzně do Chebu. Na trati z Plzně do Berouna je elektrický provoz teprve od 5. června 1987, na trati z Plzně do Klatov od roku 1996. Od roku 2000 je nádraží na seznamu kulturních památek. V letech 2021-2024 proběhla celková rekonstrukce staniční budovy v hodnotě 1 030 000 000 Kč podle návrhu ateliéru A8000. Pro fotografie staré staniční budovy a přestavby stanice na začátku 20. století viz https://www.zanikleobce.cz/index.php?obec=28419..