Die heutige Gestalt des Aachener Hauptbahnhofs entstand zu Beginn des 20. Jahrhunderts nach Plänen des Architekten Friedrich Mettegang. Das Empfangsgebäude wurde 1905 fertiggestellt und am 21. Dezember desselben Jahres eingeweiht. Gemeinsam mit der erhaltenen Bahnsteighalle bildet es ein bemerkenswertes Ensemble, in dem sich repräsentative Architektur und zeitgenössischer Eisenbahnbau verbinden.

Das zur Stadt orientierte Empfangsgebäude wirkt kompakt und beinahe wehrhaft. Mettegang verband Elemente des Jugendstils mit einer strengeren, neuromanisch geprägten Formensprache. Die Fassaden sind mit Naturstein verkleidet; zurückgesetzte Wandflächen und kräftig ausgebildete Bauteile verleihen dem zweigeschossigen, turmlosen Bau eine plastische Wirkung. Romanisch anmutende Fensterformen stehen neben charakteristischen Jugendstilelementen. Besonders prägnant ist die Eingangsfront mit ihrem großen Rundbogenfenster. Im Giebelfeld befinden sich eine Bahnhofsuhr und figürlicher Bauschmuck, darüber das Relief des preußischen Adlers.

Auch das Innere folgt dem architektonischen Konzept einer repräsentativen, zugleich zweckorientierten Verkehrsanlage. Mittelpunkt ist die große Eingangshalle, deren Gewölbe von gedrungenen Säulen mit kräftigen, plastisch gestalteten Kapitellen getragen wird. Die Reliefs greifen unterschiedliche Themen auf: Neben Motiven aus der Aachener Geschichte erscheinen Darstellungen des Gewerbes und der Eisenbahn. Damit wird der Bahnhof nicht nur als funktionaler Ort des Reisens, sondern auch als Teil der Stadt und ihrer wirtschaftlichen Entwicklung inszeniert. Die ursprüngliche Ausstattung der Halle wurde im Laufe des 20. Jahrhunderts mehrfach verändert. Eine umfassende Sanierung ab 2005 entfernte unter anderem spätere abgehängte Decken und legte die gestalteten Kapitelle wieder frei. Dadurch wurde der historische Raumeindruck teilweise zurückgewonnen.

Architektonisch besonders eindrucksvoll ist die anschließende Bahnsteighalle. Ihre Stahlkonstruktion überspannt neun Gleise und vier Bahnsteige. Drei Reihen von Bögen bilden das Tragwerk, in Längsrichtung folgen insgesamt 18 Bögen in einem Abstand von etwa 6,5 Metern aufeinander. Die Konstruktion macht die statische Logik des Bauwerks unmittelbar ablesbar: Der Stahl ermöglicht große Spannweiten und schafft einen weitgehend stützenfreien Raum über den Bahnsteigen.

Während das Empfangsgebäude mit Naturstein, Reliefs und historischen Anspielungen eine städtische und repräsentative Seite des Bahnhofs formuliert, steht die Bahnsteighalle für die technische Leistungsfähigkeit ihrer Zeit. Gerade dieser Gegensatz macht den Aachener Hauptbahnhof architektonisch interessant. Das Ensemble zeigt, wie um 1905 die neue Infrastruktur der Eisenbahn mit einer auf Wirkung bedachten Architektur verbunden wurde – und wie dabei unterschiedliche Ausdrucksformen zwischen Historismus, Jugendstil und moderner Ingenieurkonstruktion zusammenfanden.

Die historische denkmalgeschützte Sandsteinfassade wurde von Philipp Nüthen Bau und Denkmal im Zeitraum von September 2021 bis Februar 2022 restauriert.