Déli Vasútnak hívták azt az üzemeltető céget, mely a Dunántúl legfontosabb vasútvonalait működtette az 1800-as években. Ez a társaság építette meg később a mai Déli pályaudvarról induló balatoni vonalat is. Ahogy a Nyugati és a Keleti esetében, a Délinél szintúgy komoly viták előzték meg, hogy a városon belül egészen pontosan hová húzzák fel a pályaudvart. A kereskedelemben érdekelt budai polgárok a Duna-part mellett lobbiztak, ellenben mások a városon kívül látták volna szívesen.
Az építkezések 1859 szeptemberében kezdődtek és majd egy éven át tartottak.1861-ben a Buda-Kanizsa vonal végállomásaként nyílt meg a Buda állomás, a Déli pályaudvar elődje. A vonal – mely természetesen Széchenyi Istvánnak volt köszönhető – egészen Fiuméig és Triesztig vezetett, ezen keresztül jutottak el a magyar termékek a tengeri kikötőkbe. Elsőként ezen az épületen jelentek meg azok a jellegzetességek, melyek a jóval később felépített Nyugati és Keleti pályaudvaron egyaránt megtalálhatóak voltak: a fedett csarnok, a benne elrendezett vágányok, valamint az indulási és érkezési csarnok.
1861. március 22-én haladt át ezen a vonalon az első teherszállítmány, amely 356 tonna gabonát vitt. Imponáló teljesítmény volt ez a gőzmozdonyok korában (ma 600-800 tonnás szerelvények közlekednek). Akkoriban egy személyzet vitte végig Budáról egészen Triesztig a vonatokat, a második világháború után viszont négy részre szakadt, vagyis négy országhoz került a Déli Vasút nyomvonala – olvasható a Délmagyar múltidéző cikkében.
Az elnevezés a többi "pályatárshoz" hasonlóan tehát nem a földrajzi elhelyezkedésre utalt, hanem a tulajdonos vasúttársaságra. A hivatalos keresztelő 1873-ban esett meg, akkor vette fel az állomás a Déli Pályaudvar nevet. A forgalom már a kezdetektől remekül haladt, mi több, az igények kielégítésére 1901-ben új jegyváltócsarnokot kellett építeni a Vérmező felőli részen.
A 20. század első felében semmilyen átalakítás vagy komolyabb beruházás nem történt a pályaudvaron a toldozás-foldozásokon kívül, melyek főleg az I.
világháború nyomait tüntették el. Ebben az időszakban érthető okokból mind a személyi, mind a teherforgalom visszaesett. A század első évtizedeiben végrehajtott felépítménycsere eredményeként a vonatok menetrend szerinti sebessége viszont a kezdeti 60-70 kilométer/óráról 80-ra nőtt.
Jelentős fejlesztés még a második világégés alatt, 1943-ban történt, ekkor kisebb korrekcióként két rövid külső vágányt építettek. A háború alatt Adolf Hitler erőddé nyilvánította a pályaudvart, melyet a csapatok szinte teljesen megszálltak. A harcok és a bombázások következtében gyakorlatilag a földdel vált egyenlővé, a befutó vasútvonalak is megsemmisültek. A szörnyű csapások ellenére igen hamar, 1945 szeptemberében mégis meg tudott indulni a forgalom.
A nagy korszerűsítésre 1962-ig kellett várni (addig átmeneti létesítményekkel próbálták kiszolgálni az utasokat), amikor ideiglenes perontetős üvegcsarnokot építettek új vágányelrendezéssel, így a pécsi és a szombathelyi vonatok is befuthattak ide. KőváriGyörgy építész terveinek megfelelően 1970-ben kezdődött a pályaudvar rekonstrukciója figyelembe véve a városrendezési követelményeket. Kibővült az utascsarnok, plusz összeépítették a már meglévő csarnokrészt egy új, azonos külsejű épületrésszel. Miután felrobbantották a régi felvételi épületet, az utasforgalmi csarnokkal derékszögben felhúzták a vadiúj, többemeletes, 120 méter hosszú és 14 méter széles központi objektumot. A jelenlegi pénztár- és a várócsarnok lépcsős fele 1972 karácsonyán, a 2-es metró Deák Ferenc tér és Déli pályaudvar közötti szakaszával egy időben lett átadva, teljesen három évvel később készült el. 1983-ban került felsővezeték a vágányok fölé.
Utolsó számottevő átalakításként 2001-ben perontetővel fedtek be két vágányt, azóta kisebb ráncfelvarrásokon kívül nem történt komolyabb beruházás. Az évek alatt sokat romlott az épületek állapota, ezért nemhogy a felújítás, hanem inkább a megszüntetés, illetve a feladatok Kelenföldre telepítése volt napirenden. Felmerült a lebontás lehetősége is, és hogy a pályaudvar helyén parkoló épülne, végül 2016 októberi információk alapján kiderült: a személypályaudvar megmarad, a Déli üzemi területein a Testnevelési Egyetem és a nagyközönség számára sportpályák, szabadidős területek létesülnek, a vasúti funkciókat a Kelenföldi pályaudvar és a két vasútállomás közötti négy vágány veszi át.
