О необходимости строительства центрального вокзала, объединяющего уже существующие и новые железнодорожные линии, в Нидерландах заговорили еще в 1864 году. Но поиск оптимальной локации и ее подготовка заняли десятилетия. Дело в том, что местом в итоге была выбрана бывшая гавань Амстердама. Благо, к тому времени нидерландцы уже набили руку в отвоевании суши, поэтому в период с 1870 по 1880 годы из песка, привезенного с соседних дюн, посреди бухты IJ были созданы 3 искусственных острова. Один из них, Stationseiland (Станционный остров), и занимают вокзал и его площадь. Нетрудно предположить, что строительство прочного фундамента стало особенно проблематичным: чтобы удержать монументальное здание на воде, было забито 9000 свай, а его осадка затянула работы на несколько лет.
Сама станция строилась с 1880 по 1889 годы с королевским размахом: столице нужен был пассажирский и товарный вокзал, действительно производящий впечатление. Автором проекта стал Питер Кайперс, модный и широко известный в то время архитектор, получивший признание за здание Райксмузея.