W pobliżu dworca usytuowano warsztaty, parowozownię, magazyny oraz wybudowano kolejową wieżę wodną i domy dla kolejarzy. Pierwszy pociąg (na niewykończoną jeszcze stację) wjechał 15 listopada 1902 roku. W 1913 roku w pobliże dworca dotarła linia tramwajowa, pętla linii zbudowana została po wschodniej stronie pierwszego z wiaduktów, dopiero w latach 30 XX w. dobudowany fragment torowiska pozwolił zatrzymywać się tramwajom tuż przed budynkiem dworca. Obecnie tramwaje zatrzymują się z dala od dworca, na współcześnie wybudowanej alei Bandurskiego, która biegnie na zachód w kierunku Karolewa i Retkini.
W listopadzie 1914 roku, podczas oblężenia Łodzi dworzec został ostrzelany z armat przez wojska niemieckie, był również celem nalotów bombowych aeroplanów. Podczas walk całkowicie zniszczona została wieża ciśnień. 11 listopada 1918 roku dworzec po raz kolejny znalazł się w ogniu walki – podczas walk o wyzwolenie miasta, łódzcy powstańcy pod dowództwem Stefana Pudlarza wyparli ze stacji broniące się tam wojska niemieckie.
Podczas okupacji niemieckiej 1939–1945 nazwa: Litzmannstadt Hbf (Hauptbahnhof).