Budynek dworca thumb|left|250px|Dworzec w Łukowie przed 1915 rokiem, widziany od strony miasta – pierwotny wygląd budynku Łukowski dworzec został wzniesiony równocześnie z budową kolei Warszawsko-Terespolskiej, w latach 1866–1867. Powstały gmach był duży i przestronny, dzięki czemu mógł obsługiwać rosnący ruch na nowo powstałym węźle kolejowym. Był murowany i miał dwie kondygnacje – drugą zajmowały mieszkania dla pracowników kolei. Pierwotny wygląd zewnętrzny budynku był jednak odmienny od aktualnego. Wokół dworca powstał dość duży, wybrukowany plac.
Ponieważ dworzec stanowił obiekt o znaczeniu militarnym, uległ dużemu (choć nie całkowitemu) zniszczeniu w trakcie I wojny światowej. Jego rolę okresowo przejął niewielki budynek przy dawnym dworcu, w którym później urządzono magazyn bagażowy. Po odzyskaniu przez Polskę niepodległości odbudowano gmach stacji, nadając mu obecny wygląd. Nowy projekt nawiązał do stylu klasycznego. Wewnątrz budynku zlokalizowano kasy, pomieszczenia biurowe oraz dwa bufety – jeden bardziej ekskluzywny, drugi tańszy i bardziej skromny.