Ein Bahnhof wäre keiner ohne Bahnsteige, Gleise, Weichen und Signale. Daher betrifft der Umbau den gesamten Bahnknoten Erfurt und erstreckt sich auf mehrere Kilometer Länge innerhalb des Stadtgebietes. Die Bahnsteig- und Gleisanlagen werden künftig einen flüssigeren Verkehr der Züge durch den Knoten Erfurt ermöglichen. Zunächst wurden mit einem neu gebauten Behelfsbahnsteig 7a und die für den Reiszugverkehr hergerichteten ehemaligen Postbahnsteige auf der Westseite zusätzliche Bahnsteigkapazitäten geschaffen. Nur so konnte von Anfang 2003 bis Ende 2005 der Nah- und Fernverkehr trotz der im nördlichen Baufeld nicht mehr zur Verfügung stehenden Bahnsteiggleise in vollem Umfang gesichert werden.
Während einer 44-stündigen Totalsperrung des Erfurter Hauptbahnhofs für den Zugverkehr vom Abend des 1. Juni bis zum Nachmittag des 3. Juni 2007 wurde nach acht Monaten Bauzeit mit dem neugebauten Mittelteil des Erfurter Hauptbahnhofs ein zweiter großer Bauabschnitt fertig gestellt. In Betrieb genommen wurden die neuen Bahnsteige 3, 4, 5, 6 und 7. Während die Bahnsteige 4, 5, 6 und 7 als Kopfbahnsteige errichtet wurden, steht mit dem Gleis am Bahnsteig 3 ein weiteres durchgehendes Gleis zur Verfügung. Für die Reisenden wird der Bahnhof dadurch wesentlich übersichtlicher und kundenfreundlicher. Die nun mögliche flexiblere Betriebsführung entspannt den Zugverkehr zum Nutzen des Kunden.
„Mit den bereits Ende 2005 in Betrieb genommenen Bahnsteigen 1/2, Handels- und Dienstleistungseinrichtungen sowie den nun hinzukommenden Bahnsteigen 3 bis 7 steht den Reisenden und Besuchern ab Anfang Juni ein voll funktionsfähiger, barrierefrei gestalteter Bahnhof zur Verfügung. Bis Ende nächsten Jahres werden das Hallendach aus Stahl und Glas vollendet, die südlichen Brücken über die Bahnhofstraße ausgewechselt sowie die Bahnsteige 8 und 9/10 errichtet“, erläuterte Gerold Brehm, Konzernbevollmächtigter der Deutschen Bahn AG für den Freistaat Thüringen. Alle Bahnsteige sind seitdem bequem über Fahrtreppen und Aufzüge erreichbar. Ein Wegeleitsystem und moderne Anzeigetafeln weisen den Reisenden den Weg zu den Zügen, zu den städtischen Nahverkehrsmitteln und zum Busbahnhof (ZOB), zum Taxistand sowie zu den zahlreichen Serviceeinrichtungen im Bahnhof.
Die 44-stündige Sperrung des Hauptbahnhofs für den Zugverkehr im Jahre 2007 war notwendig, um sowohl die Anschlüsse der bestehenden an die neuen Gleis- und Oberleitungsanlagen als auch die komplette Neuausrichtung der Signal- und Sicherungstechnik vorzunehmen. Dafür wurde eine vorbereitete neue Software im Elektronischen Stellwerk (ESTW) hochgefahren. Um die Beeinträchtigungen für den Zugverkehr so gering wie möglich zu halten, erfolgten diese Arbeiten in einer hochkonzentrierten Bauaktion am ersten Juni-Wochenende rund um die Uhr, die mit der abschließenden detaillierten Überprüfung aller Funktionen endete. Dabei konnten keine Züge den Erfurter Hauptbahnhof passieren. Seit September vergangenen Jahres wurden im mittleren Baufeld die neuen Bahnsteige sowie die dazugehörigen Gleis-, Oberleitungs- und Sicherungsanlagen errichtet. Der neue Bahnsteigbereich wird nördlich durch den Bahnsteig 3 sowie südlich durch das Bahnsteiggleis 8 begrenzt. An der östlichen Bahnhofsausfahrt befinden sich die Bahnsteige 4, 5 westlich 6, 7. Dieser Bahnsteigbereich befindet sich quasi in Insellage.
Gleichzeitig wurden am ersten Juniwochenende die bisherigen Bahnsteige 5/5a, 6/7 und 7a außer Betrieb genommen und die Bauarbeiten verlagerten sich in den dritten Bauabschnitt im südlichen Bahnhofsbereich am Flutgraben. Bereits seit 3. September 2006 können die auf sieben Kilometer Länge neu errichteten Gleise vom Hauptbahnhof Richtung Bischleben genutzt werden. Parallel dazu entstanden zwei weitere Gleise für die Neubaustrecke Richtung Nürnberg. Nachdem im mittleren Bereich des Hauptbahnhofs die Kopfbahnsteige 2a/3/4 bereits im Juli/August vergangenen Jahres gesperrt und zurückgebaut wurden, konnten im September auch die Bahnsteige 8/9 außer Betrieb genommen werden. In einer zwölfstündigen Vollsperrung der Gleisanlagen erfolgte die Anpassung des neuen Zustands an das Elektronische Stellwerk (ESTW).
Seit dem 19. November 2005 haben für Reisende und Besucher die Handels-, Gastronomie- und Dienstleistungseinrichtungen geöffnet. Auf rund 3.000 Quadratmetern findet man hier Apotheke, Bahnhofsbuchhandel, Blumenladen, DB Reisezentrum, Drogerie- und Lebensmittelmarkt, Friseur, Geschenke und Wohnaccessoires, Geldautomat, Handy-Shop, Reisebank, Schuhgeschäft, Tabakwaren und Lotto/Toto sowie den DB Service. Für den großen und kleinen Hunger gibt es ein abwechslungsreiches Speisen- und Getränkeangebot: Asia-Imbiss, Backwaren, Brezel- und Croissant-Bäckerei, Crêperie, Fast-Food- und Fisch-Imbiss, Fleischerei mit heißer Theke, Süßwaren sowie Kaffee- und Saftbar aber auch Obst und Gemüse. DB Automaten, Gepäckschließfächer, Service-Point, Wartebereiche sowie WC’s vervollständigen das Angebot.
Während einer 15-stündigen Sperrpause wurden in der Nacht vom 26. zum 27. November 2005 die auf einem Baufeld von zwei Kilometern Länge neu gebauten Gleis- und Oberleitungsanlagen auf der Nordseite an das Streckennetz angebunden. Modernste Signal- und Sicherungstechnik wurde auf das Elektronische Stellwerk aufgeschaltet. Gleichzeitig ging der neue, 420 Meter lange Bahnsteig 1/2 auf der Nordseite des Erfurter Hauptbahnhofes mit Aufzug, Rolltreppen, neuen Fahrtzielanzeigern, Beschallungsanlage, Wetter- und Windschutz, Sitzbänken, Getränke- und Snack-Automaten sowie Stationen für Koffer-Kulis in Betrieb. Zum Fahrplanwechsel am 11. Dezember 2005 wurde dieser erste fertige Bauabschnitt des neuen Erfurter Hauptbahnhofes offiziell in Betrieb genommen. Auf einer Länge von 154 Metern überspannt bereits die zur Hälfte fertiggestellte 20 Meter hohe Bahnsteighalle aus Stahl und Glas die neuen Gleise. In den Außenbereichen schließen sich östlich und westlich Bahnsteigüberdachungen an. Mit dem Lift geht es nicht nur in das unter dem Bahnsteig liegende Dienstleistungszentrum, sondern auch in das noch eine Etage tiefer liegende Parkdeck mit über 100 Stellplätzen.