Progettata da Whitney Warren e Charles D. Wetmore in stile rinascimentale e realizzata tra il 1903 e il 1913, la stazione è stata costruita proprio nel mezzo di Park Avenue. Per la realizzazione sono state impiegate 25 km. di rotaie e 18.000 tonnellate di acciaio, sono stati rimossi circa due milioni e mezzo di metri cubi di terra. La stazione ha 47 binari divisi su due livelli e ogni giorno vi è un movimento di circa 550 treni e mezzo milione di passeggeri.
L'ingresso principale si trova su 42nd St. La facciata è dominata da un grande orologio, sovrastato da tre sculture che raffigurano Mercurio, Ercole e Minerva. Poco più sotto, la statua del magnate delle ferrovie Cornelius "Commodore" Vanderbilt.
All'interno un ampio atrio caratterizzato da una grande volta (alta circa 40 metri, larga 40 e lunga 80) dove è dipinta la costellazione dello zodiaco (la linea dell'eclisse, per un errore del pittore, gira nel senso sbagliato). Tradizionale luogo di appuntamenti è l'ufficio informazioni, che si trova al centro dell'atrio ed è sovrastato da un orologio a quattro facciate.
Come molti luoghi di New York, Grand Central Station , è stata utilizzata per girare scene di film famosi: Ventesimo secolo (1934), Cotton club (1984), La leggenda del re pescatore (1991) e Carlito's Way (1994).
Nel seminterrato della stazione c'è l'Oyster Bar, un famoso ristorante di New York.