W 1857 roku na terenie ówczesnej stacji Katowice znajdowała się m.in. niewielka prostokątna parowozownia. Na podstawie zezwolenia ministra z 21 lutego 1859 roku na terenie stacji powstała nowa parowozownia wachlarzowa na cztery maszyny wraz z dużą obrotnicą. Wachlarz parowozowni znajdował się naprzeciwko obecnego kinoteatru „Rialto”. Śladem po niej jest łuk, którym ulica św. Jana przechodzi w ulicę T. Kościuszki. Starą prostokątną parowozownię wraz z dobudówką wyburzono zaś pod koniec 1862 roku.
W latach 80. XIX wieku Katowice były znaczącym węzłem kolejowym, w którym koncentrował się duży ruch towarowy na skutek coraz liczniejszych zakładów przemysłowych oraz intensywny ruch pasażerski. Okres ten przypadał na czas kompleksowej rozbudowy stacji Katowice. Początki zaś samej zabytkowej lokomotywowni sięgają przełomu XIX i XX wieku. Zaprojektowano wówczas duża parowozownię z dwiema halami wachlarzowymi na 26 torów po stronie zachodniej i na 12 torów po stronie wschodniej oraz dwie obrotnice o średnicy 20 m, które miały mieć napęd elektryczny. Za projekt parowozowni odpowiadali Lohse i Zebrowski.