Строительство железной дороги между Москвой и Курском завершилось 7 сентября 1868 года. Чтобы снизить затраты и ускорить процесс, железнодорожная станция была расположена в пригородной Ямской слободе, примерно в 3,2 км от Курска. До 1934 года станция носила название Ямская, и именно о ней упоминает Рассеянный у С. Маршака. Движение по Московско-Курской железной дороге началось 30 сентября, когда Император Александр II, возвращаясь из Крыма, отправился специальным поездом из Курска в Москву. В том же году открыли движение по участку Курск-Киев до станций Ворожба и Бровары. В 1869 году завершилось строительство железнодорожного вокзала, а дорога была продлена до Белгорода и Харькова (участок Курско-Харьковско-Азовской железной дороги). Станция Курск относилась к станциям 1-го класса.

В 1872 году власти Курска решили построить дополнительную железнодорожную ветку в центр города. Строительство началось в 1874 году и завершилось 6 июня 1878 года, когда на улице Херсонской (ныне ул. Дзержинского) открыли пассажирскую и товарную станцию «город Курск» (Курск II) и запустили движение по городской ветви.

Курск был одним из немногих городов с внутригородским железнодорожным сообщением. Вокзал при городской станции назывался «Курским», а вокзал станции Курск-I, «Ямской». Помимо линии «Ямской вокзал, Курск», позже были проложены пути к Московским воротам, на Московскую улицу и в слободу Стрелецкую.

В 1894 году завершилось строительство железной дороги Курск-Воронеж. Управление Московско-Киево-Воронежской железной дороги, образованной в 1895 году, находилось в Курске, рядом с внутригородской станцией.

В 1934 году, после образования Курской области, Ямской вокзал переименовали в Курск (Курск-Главный), а городская станция стала исключительно товарной.

Летом 1943 года, во время Великой Отечественной войны, старое здание вокзала было разрушено немецкой авиацией. В 1946 году началось восстановление и обновление инфраструктуры станции. Современное здание вокзала и Привокзальная площадь были завершены в 1952 году.

Магистраль Москва-Курск была электрифицирована в 1959 году, а участок Курск-Белгород, годом позже. В 1968 году городская железнодорожная ветвь была разобрана. В сентябре того же года на привокзальной площади двое дезертиров открыли стрельбу, в результате которой погибли 13 человек и 11 были ранены.

В 1988 и 1995 годах была проведена реконструкция внутренних интерьеров Курского вокзала, удлинены платформы для приёма составов из 32 пассажирских вагонов, продлён туннель к двум новым платформам.

В 2009 году локомотивное депо ТЧ-29 было реорганизовано, созданы два структурных подразделения: ремонтное локомотивное депо «Курск» и эксплуатационное депо «Курск-Сортировочный».