Das aus dem Jahr 1893 stammende Vorempfangsgebäude wurde in Abstimmung mit den Denkmalschutzbehörden aufwendig saniert. Der Erfurter Hauptbahnhof ist einer der wichtigsten Verkehrsknoten im deutschen Eisenbahnnetz und die bedeutendste Drehscheibe im Nah- und Fernverkehr im Freistaat Thüringen. Jeden Tag nutzen durchschnittlich 35 000 Reisende eine der über 500 Zugfahrten, die in Erfurt beginnen, enden oder durch die Landeshauptstadt fahren. Im Jahr 2001 begann der Umbau des Erfurter Hauptbahnhofes zu einem modernen, kundenfreundlichen und barrierefreien ICE-Bahnhof. Dafür wurden bei vollständiger Aufrechterhaltung des Bahnverkehrs ein altes Empfangsgebäude abgerissen und ein neues erbaut, die Gleisanlagen komplett umgestaltet und modernisiert sowie Brückenbauten abgerissen und neu errichtet. Insgesamt wurden im näheren Bahnhofsbereich über elf Kilometer Gleisanlagen mit 19 betroffenen Betriebsgleisen und 43 Weichen umgebaut bzw. erneuert.
Neues, weithin sichtbares Zeichen des Erfurter Hauptbahnhofes ist eine 154 Meter lange, 90 Meter breite und 20 Meter hohe Stahl- und Glaskonstruktion, die die neue Bahnhofshalle samt Bahnsteigen und einer Vielzahl von Verkaufs- und Dienstleistungseinrichtungen überspannt. Die Hallendachkonstruktion gehört mit ihren 10.000 Quadratmetern Fläche zu den größten Neubauten ihrer Art in den letzten 100 Jahren in Deutschland.
Wesentliche Einzelelemente des neuen Erfurter Hauptbahnhofs sind ein neuer Vermarktungsbereich mit Dienstleistungszentrum mit einer Gesamtverkaufs äche von 3000 Quadratmetern, die Bahnhofshalle mit den Bahnsteigen 1 bis 10 und eine Tiefgarage mit 106 Stellplätzen. Neu gebaut bzw. saniert wurden die Bahn-Brücken über die Puschkinstraße, den westlichen Flutgraben, die Löberstraße und die Bahnhofstraße. Insgesamt verfügt er über vier Kopfbahnsteige und zehn Durchgangsgleise. Auf den neu gestalteten so genannten Fahrstraßen können gleichzeitig mehrere Züge ein- und ausfahren. In das Gesamtprojekt Erfurter Hauptbahnhof investierten Bund, Freistaat Thüringen, Landeshauptstadt Erfurt und die Deutschen Bahn AG insgesamt 260 Millionen Euro. 2008 waren die Bauarbeiten am Hauptbahnhof abgeschlossen.
