Московский вокзал был построен в 1844-1851 годах архитектором Константином Тоном при участии архитектора Рудольфа Желязевича на Знаменской площади (нынешняя площадь Восстания). Интересно отметить, что здание Московского вокзала очень напоминало Ленинградский вокзал, построенный в Москве по проекту того же Тона.
Железная дорога между Санкт-Петербургом и Москвой была построена следующей после трассы между Петербургом и Царским Селом и Павловском. Московский вокзал стал местом окончания железнодорожных путей, соединявший Петербург с Москвой.
В 1851 году Московский вокзал был торжественно открыт, а в Москву с него отправился императорский поезд.
Центральная часть фасада Московского вокзала выглядит внушительно: присутствуют два яруса коринфских колонн и двухъярусная башня с часами. Для подъезда к перрону были установлены большие ворота, которые позже были объединены навесом. В 1868 году была проведена первая реконструкция Московского вокзала: появился флигель, а царские покои были соединены с крылом вокзала.
Запланированное расширение Московского вокзала по проекту архитектора Владимира Щуко было отложено из-за Первой мировой войны.
В середине XX века интерьер здания Московского вокзала перестраивал архитектор Владимир Кузнецов. Во время перестройки Московского вокзала внутри был установлен бюст вождю Владимиру Ленину работы скульптора Л. Месса. Позже скульптура была заменена бюстом Петра Великого (Петра I), выполненного из бронзы. В созданиях рельефов вестибюля Московского вокзала также принимали участие скульпторы Жермен Меллуп и Вера Исаева.
В 1855 по 1924 год Московский вокзал именуется Николаевским в честь императора Николая Павловича (Николая I). В 1924 году Московский вокзал стал называться Октябрьским, а ещё через шесть лет Московский вокзал получил своё настоящее имя.
В прежние времена Московский вокзал был важным транспортным пунктом Петербурга, венчавшим, пожалуй, главное железнодорожное направление из Петербурга. И сейчас Московский вокзал венчает пути, соединяющие Петербург с такими городами, как Москва, Алма-Аты, Адлер, Архангельск, Астрахань, Баку, Воронеж, Волгоград, Екатеринбург, Иваново, Казань, Курск, Кисловодск, Мариуполь, Мурманск, Нижний Новгород, Пермь, Самара, Севастополь, Симферополь, Челябинск.