1896年7月8日：清朝光绪皇帝批准开办太原至正定铁路。
1904年5月：正太铁路动工开始修建。
1907年10月：正太铁路正式建成通车，太原火车站（首义门外）开始运营。
1975年6月1日：新太原火车站正式建成运营。
1993年1月1日：太原站由一等客运站晋升为特等客运站。
1993年4月8日：太原站高架楼开工奠基。
1994年7月8日：太原站高架楼举行落成典礼仪式。
2009年4月1日：石太客专开通运营，CRH5、CRH2(热备)型动车组正式亮相太原站。
2009年10月20日：太原站售票一厅将全面封闭，开始为期60天的改造。
2009年12月23日：太原火车站售票一厅完成了升级改造，12月23日晚18时起投入使用。
2010年6月：拆除预售票楼，进出站口两旁设立大型电子显示屏。
2010年10月1日：进站口及电子显示屏改造完毕。
2010年9月：太原火车站1·2·3·4候车室进行小幅改造，分普车候车区与动车候车区。
2011年1月11日：太中银铁路正式通车，太原站开通了诸多贯通全国各地的列车。
2012年12月26日：京广高铁开通，太原站首开“G”字头高速动车组，太原站正式驶入高铁时代。
2014年7月1日：大西客专（太原南——西安北段）开通，太原南站随之开通。所有动车组、高速动车全部改为太原南站到发，去往石太客专方向的动车组、高速动车只在太原站技术停车。太原站只保留一对来往北京西的高速动车G619/G628次列车。有效缓解了太原枢纽的压力。2014年12月10日起，太原铁路局启用新的列车运行图，原先在太原火车站始发的高速动车组车次全部取消，延长至太原南站始发终到。
2014年7月25日，太原火车站下穿地道环岛呈现雏形。该工程北起五龙口街北300米，南至朝阳街南30米，总长1.42公里。下穿地道设双向六车道和地下停车场。
