Die erste Eisenbahnstrecke, Rishsko-Orlowskaja, (deutsch: zwischen Riga und Orjol), kam im Jahre 1868 nach Smolensk. Zwei Jahre später wurde die Stadt mit Moskau verbunden. Aber das erste neoklassizistische Gebäude des Smolensker Bahnhofs gibt es nicht mehr.
Der heutige Bahnhof wurde Anfang der 1950er Jahren im für Sowjetzeiten typischen Neoklassizismus-Stil gebaut. Die symmetrische Bahnhofsfassade, mit zwei Türmchen beiderseits, einem konkaven Bogen über dem Eingang und einer Säulenreihe ist dem weiten Bahnhofsplatz, (russisch: Woksalnaja), gekehrt. Das Gebäude ist mit Stuck, Wandsäulen und anderen Schmuckdetail verziert. In den Innenräumen mit hohen Gewölben und gewaltigen Säulen hängen Kopien der Bilder von Serow, Schischkin und anderen russischen Malern. Der Eisenbahnbahnhof von Smolensk wurde 2006 komplett umgebaut. Heute gibt es hier einige Wartesäle, Cafés, Gepäckaufbewahrungsstellen und 11 Schalter.