河内站始建于越南被法国殖民统治的法属印度支那时期,于1902年随河海铁路建成通车而落成启用,当时并非名为河内站而是称为草行站(Ga Hàng Cỏ);而后河同铁路、河老铁路、南北铁路相继通车后,河内站成为越南北部最重要的铁路枢纽车站。河内站体现了浓厚的法国式建筑风格,最明显的特征是采用了米黄色外墙和孟沙式屋顶(英语:Mansard roof)。1972年,越南战争期间美军对河内市进行广泛轰炸,河内站的中央大厅部分建筑被炸毁。战争结束后,越南铁路总局于1976年对河内站进行修复,在原有站房基础上新建了一个混凝土结构的中央大厅,从而形成了现今所见到的外貌。