El edificio de la estación de Valladolid, del ingeniero francés Enrique Grasset, que se construyó en el año 1891, responde a un estilo ecléctico francés, con una planta en forma de U que da lugar a un espacio exterior de acceso con jardines y aparcamientos. El espacio del vestíbulo, de grandes dimensiones, era el espacio de la estación de más interés y disponía de un techo decorado con dibujos geométricos, que se ha conservado. La compartimentación tenía poco interés, limitándose el interés del conjunto a las fachadas y la marquesina de los andenes. Se trata de una obra de acondicionamiento y adaptabilidad de un edificio existente de gran interés con nuevos espacios y nuevas instalaciones más funcionales y modernas. El objetivo de la intervención fue, pues, la de mejorar la funcionalidad del edificio en especial de cara a su uso por los viajeros. El aumento del numero de trenes y viajeros, así como nuevos sistemas de ventas de billetes y sistemas de comunicación e instalaciones de electricidad y climatización, requerían una reforma en profundidad con dependencias nuevas y más amplias, nuevos servicios de cafetería, restaurante, aseos, taquillas, zonas de espera, etc. y nuevas instalaciones, en especial las de climatización, electricidad-iluminación, telecomunicaciones, informática, etc. Con este objetivo se eliminó la antigua compartimentación de pequeñas oficinas y despachos con acceso directo desde la zona de andenes, y se creó un espacio nuevo en toda la longitud del edificio, paralelo a la fachada de andenes, de doble altura con una entreplanta, que a modo de peine, permitía conectar todas la dependencias nuevas y que facilitaría una mayor funcionalidad y un mejor entendimiento de la organización de los espacios y su orientación dentro de ellos. Para la creación de este eje se practicaron dos huecos rematados con arcos rebajados en los muros de carga laterales del cuerpo del vestíbulo. Mármol de San Vicente de color verde oscuro en todos los pavimentos, mármol blanco Macael y Portugués en zócalos, revestimientos de pilares y escaleras de uso interno, y madera de roble en el mobiliario y en el enlistonado de todos los techos, son los materiales utilizados. Las carpinterías de las ventanas de todos los huecos de la planta baja se sustituyeron por carpinterías de perfiles de acero con otras particiones más funcionales. En el espacio del vestíbulo, que se había previsto vacio, se instalaron posteriormente dos kioscos de venta de diversos productos, que alteran la percepción de este espacio.