Matthias Schönerer und seine Mitarbeiter erbauten in den Jahren 1841-1846 den Gloggnitzer und den Raaber Bahnhof. Dem Geist des Klassizismus verpflichtet, wurden diese Bahnhöfe symmetrisch angeordnet. Verbunden waren sie durch die gemeinsam genützten Depots, Remisen, Werkstätten und durch ein Restaurant, das dem Belvedere gegenüberliegend, einen herrlichen Blick über Wien bot. Die Übernahme der Staatseisenbahngesellschaft vom Bankhaus Sina an Credit Mobilier und der Südbahn an Rothschild am Ende der Fünfziger Jahre führte die architektonische Abgestimmtheit der beiden Bahnhöfe zu Ende.
1873 wurde ein neuer „Süd-Bahnhof“ an der Stelle des Gloggnitzer Bahnhofs nach den Plänen von Wilhelm von Flattich – rechtzeitig zur Wiener Weltausstellung – vollendet. Damals tauchten die Ideen des Zentralbahnhofs auf, die auf die zentrale Bedeutung innerhalb der Monarchie, nicht jedoch auf die Funktion zurückzuführen waren. Der Ostbahnhof entstand nach den Plänen von A. Schumann an der Stelle des früheren Raaber Bahnhofs in den Jahren 1867–70. 1910 wurde der Bahnhof „Wien-Centralbahnhof“ in „Wien Staatsbahnhof“ und 1914 in „Wien Ostbahnhof“ umbenannt. Im Zweiten Weltkrieg wurden diese Bahnhöfe (Süd- und Ostbahnhof) weitgehend zerstört.
Der dritte Wiener Südbahnhof entstand 1955–61 nach den Plänen von H. Hrdlicka, als Endpunkt der Ost und der Südbahn. Die Funktionalität des Betrieblichen möchte perfekt sein, jedoch die repräsentative Eleganz der Gründerzeit ist dabei verloren gegangen.
Die nächste Phase der Entwicklung des Südbahnhofs betrifft die Errichtung des Bahnhofs Wien in den kommenden Jahren. Dieser sollte die Relationen Berlin–Prag–Wien–Italien (Nord–Süd), Budapest–Wien–Italien (Ost–Süd) und Deutschland/Schweiz–Wien–Budapest (West–Ost) betreuen. Als Siegerprojekt wurde 1995 nach einem Expertenverfahren das Projekt Theo Hotz gekürt, das in drei Bauetappen bis zum Jahr 2015 abgeschlossen werden soll.