Korzystne połączenie kolejowe z wielkimi rynkami zbytu (szczególnie rosyjskim) znacznie przyspieszyło rozwój gospodarczy i urbanistyczny miasta (w tym okresie zabudowano wiele ulic południowej części Śródmieścia, np. Józefa Piłsudskiego czy Stanisława MoniuszkiRed. W. Kalinowski, Urbanistyka i architektura Radomia, Lublin 1976, s. 169. oraz wybudowano wiele zakładów przemysłowych). W 1900 roku kolej Iwanogrodzko-Dąbrowską włączono do Kolei Nadwiślańskiej. W dniu 3 listopada 1918 infrastruktura kolejowa w Radomiu została przejęta przez władze polskie, co upamiętnia tablica umieszczona na budynku dworca. W 1934 oddano do użytku łączącą Radom ze stolicą tzw. linię radomską. W 1948 otwarto komunikującą Radom i Łódź linię kolejową nr 22. W 2015 zakończyła się przebudowa stacji oraz czterokilometrowego odcinka linii kolejowej nr 8, która obejmowała m.in. remont tunelu, przebudowę układu torowego i sieci trakcyjnej, remont peronów, budowę lokalnego centrum sterowania i in. Łączny koszt prac wyniósł ponad 100 mln zł. W lutym 2019 Koleje Mazowieckie pozyskały 5 działek o łącznej powierzchni 0,35 ha, na których wzniesiona zostanie baza utrzymaniowa dla wykonywania przeglądów w poziomach P1-P2.