In den Anfängen des Eisenbahnzeitalters entwickelte sich die Stadt Winterthur schnell zu einem wichtigen Verkehrsknotenpunkt in der Nordostschweiz. Das ursprüngliche Bahnhofsgebäude im Stil der Renaissance wurde Ende des 19. Jahrhunderts von den Winterthurern Architekten Ernst Jung und Otto Bridler umgebaut und um die beiden charakteristischen Kuppeln im Mittelbau des langgestreckten Empfangsgebäudes erweitert. Sie prägen bis heute das Erscheinungsbild des Bahnhof Winterthur.
Die letzte umfassende Sanierung des unter Denkmalschutz stehenden Bauwerks fand Ende der 1990er-Jahre statt. Das Bahnhofsgebäude war im Laufe der Zeit durch viele Anpassungen und bauliche Eingriffe unübersichtlich und teilweise entstellt worden. Mit der denkmalgerechten und zeitgemässen Sanierung sollte es wieder als einheitliches Ganzes erlebbar gemacht werden. Die verglasten Brandschutzabtrennungen in den Längskorridoren wurden mit schlanken Stahlprofilsystemem erstellt. Sie erleichtern nicht nur die Orientierung innerhalb des Gebäudes, sondern tragen auch wesentlich dazu bei, dass Nutzer das Gebäude wieder als Ganzes erfassen können.
