La gare comporte 16 voies pour les grandes lignes nationales et internationales avec les lignes EuroCity, Cisalpino, TGV et ICE (InterCityExpress). 10 voies supplémentaires sont réservées aux correspondances locales qui desservent le canton de Zurich. Cette gare longtemps en cul-de-sac est en cours de raccordement avec un tunnel souterrain.
Avec 2915 mouvements de train (dont 884 de grandes lignes), plus de 5000 mouvements de manœuvres et 360 000 passagers quotidiennement, la gare centrale de Zurich est l'une des plus importantes du monde, et la première gare terminus d'Europe en terme du nombre de train par jour.
En 1847, mise en service de la première gare de la ville, appelée simplement Bahnhof Zürich par l'architecte Gustav Albert Wegmann pour être le terminus de la ligne Schweizerische Nordbahn qui part de Bâle.
En 1871, pour répondre aux besoins toujours croissants du trafic, la gare est agrandie et rénovée. Son entrée principale est reconstruite sous la forme d'un arc de triomphe.
En 1902, quatre quais supplémentaires sont ajoutés dans l'aile Nord de la gare, accompagnés d'un restaurant et d'une poste.
En 1933, le hall principal est doté de sa toiture de fer et de verre.
Le 02/06/1957, création du Trans-Europ-Express (TEE) "L'Arbalète" entre Paris-Est et Zurich-HB via Troyes, Mulhouse et Bâle, assuré avec du matériel RGP1 TEE X 2770 de la SNCF.
Le 02/06/1957, création du TEE "Helvetia" entre Hambourg-Altona et Zurich-HB via Bâle.
Le 01/07/1961, création du TEE "Gottardo" entre Zurich et Milan.
Le 02/08/1964, le TEE "L'Arbalète" voit son matériel RGP1 TEE X 2770 de la SNCF remplacé par une rame diesel hollando-suisse (CFF/NS).
En 1966, mise en service du nouveau poste de commandes de la gare, ultra-moderne pour l'époque.
Le 23/09/1969, le [Trans-Europ-Express|[TEE]] "L'Arbalète" voit son matériel hollando-suisse (CFF/NS) remplacé par une rame tractée composée de voiture ex-Mistral 69 avec une locomotiveCC 72000 de la SNCF de Paris-Est à Bâle.
Le 28/09/1969, création du TEE "Bavaria" entre Zurich et Munich.
Le 26/05/1974, création du TEE "Iris" entre Bruxelles-Midi et Zurich via Luxembourg, Strasbourg, Mulhouse et Bale.
Le 21/05/1977, dernier jour de circulation du TEE "Bavaria" entre Zurich et Munich.
Le 26/05/1979, dernier jour de circulation du TEE "L'Arbalète" entre Paris-Est et Zurich via Bale.
Le 26/05/1979, dernier jour de circulation du TEE "Helvetia" entre Hambourg-Altona et Zurich via Bale.
Le 30/05/1981, dernier jour de circulation du TEE "Iris" entre Bruxelles-Midi et Zurich via Luxembourg, Strasbourg, Mulhouse et Bale, remplacé le lendemain par un train EC comportant les 2 classes.
Le 24/09/1988, dernier jour de circulation du TEE "Gottardo" entre Zurich et Milan.
Jusqu'en 1991, la gare se terminait sur un cul-de-sac, les trains devant repartir en sensinverse. Depuis, un tunnel a été percé, permettant aux trains de continuer jusqu'à la gare de Zurich Stadelhofen. Originellement uniquement utilisé par le réseau de S-Bahn de la ville, ce tunnel a depuis été ouvert également à des lignes InterCityExpress.