Современная площадь Тверской заставы возникла в 1742 году вместе со строительством Камер-Коллежского вала. Ещё в XVI веке здесь существовала Тверская Ямская слобода и проходил оживлённый Тверской тракт, позднее ставший называться Петербургским.

15 декабря 1868 года император Александр II утвердил концессию на строительство Московско-Смоленской железной дороги, проект которой подготовили Московское и Смоленское земства. Московская станция назначалась по левую сторону Петербургского шоссе, против Петровского парка. В 1869 г. Городской Думой был поднят вопрос о переносе станции ближе к городу. Созданная комиссия постановила строить её у Тверской заставы.

В апреле 1869 года началось строительство вокзала, названного Смоленским и ставшего шестым по счёту и вторым по размерам в Москве. Ответственным за строительство был крупный предприниматель, владелец кирпичных заводов статский советник Немчинов, давший имя современной платформе «Немчиновка».

Движение по дороге было открыто 19 сентября 1870 г.

В ноябре 1871 года, железная дорога была продлена до Бреста. Линия Москва – Брест стала самой протяженной в стране (1100 км). Вокзал стал называться Брестским.

К началу 1890-х годов вокзал с трудом вмещал пассажиров одного поезда. Но приступить к реконструкции удалось лишь в 1907 году.

Автором проекта нового Брестского вокзала был архитектор И. Струков. В год открытия нового Брестского вокзала Россия праздновала столетие войны с Наполеоном. В честь императора Александра I, при котором была одержана победа в Отечественной войне 1812 года, 4 мая 1912 г. Московско-Брестская железная дорога и вокзал стали называться Александровскими.

В построенным по двум сторонам площади фасаде вокзала И. Струков объединил традиционные детали крупных железнодорожных станций: фланкированную башнями огромную арку входа, купольные павильоны. Интерьеры вокзала тяготели к классическим мотивам дворцов эпохи Александра I. Вместе с вокзалом был построен Тверской путепровод.

В августе 1922 г. Александровская и Московско-Балтийская дороги были объединены в Московско-Белорусско-Балтийскую, вокзал был переименован в Белорусско-Балтийский. А с мая 1936 г. вокзал получил свое теперешнее имя – Белорусский. С этим именем он вошел в историю Великой Отечественной войны. 26 июня 1941 года впервые на площади перед вокзалом была исполнена песня «Священная война».