La station a commencé son activité en 1880 avec l'ouverture de la ligne de chemin de fer Bakou-Sabunchi-Sourakhany, destinée au transport des passagers. Le premier bâtiment de la gare de Tbilissi a été construit au moment du lancement de la ligne de chemin de fer Bakou-Tbilissi.

Le projet de la gare de Tbilissi a été achevé en 1882 par l'architecte H. K. Vassiliev. Cependant, au début, le projet dans le style mauresque a été développé par le professeur Bruni, l'artiste Drittenpreis et d'autres, résultant d'un travail collaboratif entre architectes et artistes. La gare a été mise en service en 1883.