La gare de Vichy a été construite entre 1861 et 1862 par l'architecte Denis Darcy et l'ingénieur en chef de la compagnie du PLM pour les lignes du Bourbonnais, Pierre-Dominique Bazaine. La décoration du bâtiment a été confiée au sculpteur Flandrin et au peintre Eugène Lacoste.

En 1906, un auvent métallique est ajouté à la façade sur toute sa longueur, côté place de la Gare ; des galeries couvertes sont également créées perpendiculairement et servent en particulier à abriter les omnibus des hôtels.

Des travaux menés en 1977 sur le bâtiment - ajout d'un bardage métallique bleu sur l'élévation côté place -, avaient occulté la totalité de la façade. La réhabilitation de l'édifice en 2009 a permis de retrouver l'aspect originel de l'édifice.

Aujourd'hui, la gare est devenue "Pôle d'échanges intermodal de Vichy Val d'Allier".