Одним з найбільш важливих символів міста Петрозаводська, а також його головними воротами є залізничний вокзал. З початку будівництва (1916 рік) і до початку Великої Вітчизняної війни будівля вокзалу знаходилося в двох кілометрах від центральної частини міста, а саме в районі нинішнього Первомайського проспекту. Коли в 1946 році закінчилася окупація міста, місто Петрозаводськ майже повністю перетворився в руїни. Саме в цей час з'явилася можливість переробити архітектурну карту міста. Першим з ідеєю про перенесення вокзалу в центральну частину міста виступив Дмитро Масленніков – архітектор, який очолював у ті роки управління в частині архітектури Карело-Фінської РСР.

Вже в 1946 році республіканське уряд затвердив новий план з будівництва вокзалу. Незабаром почалися роботи по втіленню нового плану, переносу, а також перебудови шляхів. Крім того, зносилися старі склади, розташовані на місці планованого вокзалу. До 1955 році в місті був збудований вокзал. Його автором став архітектор з Ленінграда Ст. Ципулин. Рельєф місцевості зажадав досить оригінального авторського рішення, і з цієї причини вокзал має своїм неповторним фасадом не тільки з перону, але і з привокзальної частини.

У часи перебування у влади Микити Хрущова реформи, а особливо боротьба з різного роду надмірності, торкнулися навіть архітектуру. Подібним надмірністю як раз і став шпиль. Допомогло тільки те, що указ був відданий з великим запізненням, і шпиль вже підготували, а діти його вже було нікуди. Нова будівля вокзалу чудово вписався в архітектуру всього Петрозаводська, змінивши в кращу сторону планування всього міста. При цьому так вийшло, що площа, розташована перед Онезьким озером, стала особливо важливою з точки зору містобудування.

До того моменту як був збудований вокзал, проспект вважався вулицею, яка не має ні початку, ні кінця. Після того, як привокзальна площа внесла своїм виглядом композиційне завершення, проспект став дійсно самою центральною вулицею міста. Привокзальна площа була побудована в 1950-х роках і пізніше отримала назву площі імені Юрія Гагаріна.

Будівля вокзалу являє собою цілісну симетрично-осьову композицію. Незважаючи на те, що воно має велику протяжність, адже довжина корпусу становить 82 метри, воно зовсім не виглядає монотонним. Розміщення залізничного комплексу дозволило уникнути всіх недоліків, які притаманні анфіладним прийому, і поділити за рівнями область операційних приміщень, а також зону очікування. Ядром залізничного вокзалу став двусветный зал, який пов'язаний на першому поверсі будівлі з квитковими касами, тунелем і службовим приміщенням, які ведуть до платформ. На другому поверсі розташувалися: ресторан і зал очікування. Перекриття цього поверху спирається на архітрав колон, розташованих у балконного огородження.

Саме головне в композиції - триповерховий центральний об'єм з монументным чотириколонним заглибленим портиком. Розташований над ним цілий бельведер має завершення у вигляді восьмигранної башти, яка увінчана шпилем. Центральним ризалітом служить якийсь портал, який представляє собою ворота міста; бічні ризаліти схожі на кордегарии, є вартовими приміщеннями, які характерні для оформлення в'їздів епохи класицизму 18-19 століть. Будівля вокзалу розкішно декоровані ліпниною, а також має коринфський розвинений ордер. У 1979 році поруч з вокзалом був прибудований багажно-касовий центр під керівництвом архітектора Е. В. Воскресенського. Цей центр має головний вхід на одній стороні з пероном.

У березні 1955 року відбувся мітинг трудящих на привокзальній площі, який був присвячений урочистому відкриттю нового вокзалу. 5 березня від вокзального перону відправився перший поїзд пасажирського типу Петрозаводськ – Ленінград. У той же день поїзд з Мурманська привіз перших пасажирів на петрозаводський вокзал.