La ville de Liverpool achète un terrain sur Lime Street pour 9 000 livres. En 1832, un tunnel est construit depuis Edge Hill et les travaux de construction de la nouvelle gare commencent en octobre 1833. Elle est mise en service en août 1836, mais les travaux ne sont terminés que l’année suivante.
À cause de la forte déclivité entre Lime Street et Edge Hill, les trains devaient stationner à Edge Hill pour que les locomotives soient détachées du convoi ; les voitures arrivaient à Lime Street par la force de la gravité sous le contrôle de serre-freins. Les voitures étaient tractées depuis Lime Street par un câble tiré par un moteur stationné à Edge Hill. Ce fonctionnement s'est arrêté en mars 1870, après que la voie entre Edge Hill et Lime Street ait été convertie[1].
Après six ans d’existence, la croissance rapide du trafic ferroviaire rend nécessaire l'extension de la gare. Un projet prévoit la construction d'un toit en fer forgé à deux versants soutenu par des colonnes en fer forgé, similaire à celui érigé à la gare d'Euston. Mais Richard Turner et William Armstrong Fairburn proposent un toit en arche. Ce projet est choisi et les travaux sont terminés en 1849.
En 1867, une nouvelle extension est nécessaire et l'actuel hall nord est construit. Avec une largeur d'environ 61 mètres, la voûte de ce hall est alors l'une des plus larges du monde. C'est également le premier hall entièrement construit en fer forgé.
Un second hall est érigé au sud en 1879.
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