Der Bahnhof wurde mit der Eröffnung der viergleisigen Stadtbahn am 7. Februar 1882 dem Verkehr übergeben. Die Gleise der Fernbahn wurden am 15. Mai 1882 eröffnet. Die Fernbahn hielt nur in Charlottenburg, Friedrichstraße, Alexanderplatz und Schlesischer Bahnhof (heute Ostbahnhof). Die Stadtbahn ist ein fortlaufender viergleisiger 16 Meter breiter Viaduktbau. Er liegt ca. 6 Meter über dem Straßenniveau und ermöglichte einen kreuzungsfreien Bahnverkehr. Mit den Bahnhöfen der Stadtbahn, wurde ein völlig neuer Bahnhofstyp geschaffen. Dieser zeichnete sich durch die Höhenlage der Gleise, die mit einer Bahnhofshalle überspannt waren und durch die Funktion des Empfangsgebäudes unterhalb der Gleisanlagen aus. Mit der Stadtbahn wurde eine Verbindung zur Ringbahn geschaffen. Der Bahnhof war schlicht gehalten und besaß keine Bahnsteighalle, sondern nur einen überdachten Mittelbahnsteig. 1896 wurde der zweite Bahnsteig für den Stadtbahnverkehr reserviert. 1913 kam ein kleines Eingangsgebäude an der Südseite des Bahnsteigtunnels hinzu. Am 11. Juni 1928 hielt erstmals die S-Bahn. Ende April 1945 wurde der Verkehr eingestellt. Mitte Juli 1945 fuhr die erste S-Bahn wieder. Das alte Empfangsgebäude wurde in vereinfachter Form wieder aufgebaut. Ab 1952 hielten keine Fernzüge mehr. 1968 wurde das alte Empfangsgebäude abgerissen und durch ein neues, am 6. Juli 1971 Eröffnetes, ersetzt. 1982 brachen wegen Baufälligkeit Teile der Bahnsteigdächer zusammen.