Ridicată de constructorul italian Carol Zane, clădirea a fost declarată monument istoric și turistic datorită arhitecturii deosebite, fiind totodată considerată una dintre cele mai frumoase zece clădiri de gară din țarăpe lângă gările din Băile Herculane, Sinaia, Cluj Napoca, Râmnicu Sărat, Curtea de Argeş, Iaşi, Arad, Vatra Dornei, Burdujeni-Suceava.

La Piatra Neamţ, prima linie ferată a fost construită în baza legii din 15 mai 1882 şi pusă în circulaţie în 15 octombrie 1885, fiind subvenţionată timp de 10 ani de către judeţ. La 20 martie 1885 s-a votat legea prin care s-a declarat de utilitate publică construirea unei linii ferate de la Piatra Neamţ la Tarcău, pusă în funcţiune la 17 septembrie 1892, care va fi prelungită în preajma primului război mondial până la Prisecani, dar care a funcţionat pentru puţin timp. Actuala gară Piatra Neamţ a fost inaugurată pe 2 octombrie 1913, dar vechea gară  fusese ridicată după ce, în 1893, s-a terminat normalizarea liniei Bacău-Piatra Neamţ. Iniţial, linia a fost construită cu ecartament de 1.000 mm., iar clădirea de călători, inaugurată la 15 februarie 1885, era de tipul terminus. Aducerea liniei la un ecartament normal de 1.456 mm. a fost realizată de antrepriza inginerului I. Bacalu din Piatra Neamţ, lucrările fiind conduse de către inginerul Romulus Băiulescu.

Clădirea a fost reabilitată anul trecut, printr-un proiect în valoare de 25 de milioane de lei accesat de Compania CFR S.A. de la Fondul European de Dezvoltare.

Doar 14 trenuri vin și pleacă zilnic din gara Piatra Neamț, dintre care 12 trenuri regio, pe ruta Bicaz - Piatra Neamţ - Bacău şi retur, şi 2 trenuri inter-regio Bicaz - Bucureşti Nord şi retur.

Deși faimoasă, datorită regizorului Francis Ford Copolla, care a filmat câteva secvențe din filmul “Tinerețe fără tinerețe” (“Youth Without Youth” -  titlul original), care a avut premiera în 2007, aniversarea de 100 de ani a clădirii trece neobservată atât de autoritățile din Piatra Neamț, cât și de cele de la CFR.