На 11 юли 1907 г. е даден старт на строежа на новата варненска гара. За най-подходяща форма на постройката е избрана тази на буквата "Г", имайки предвид в бъдеще възможността да се допълни строежа до формата на буквата "П".

Сградата е проектирана така, че по-дългата северна фасада с входа да гледа към града, а по-късата източна – към площада пред пристанището, където по-късно е построено митническото здание.

Помещенията са наредени така, че входът откъм дългата страна е съвършено изолиран от изхода, който е от източната страна, за да могат пътниците да се ориентират правилно.

Помещенията са разпределени удобно и практично: един голям вестибюл 11.6 м на 16.7 м, където се намират касата за багажни и пътнически билети и две стаички за вратаря и стражаря. Надясно е багажното отделение с отделен вход. Отляво е един коридор, широк 3.5 м, от който се влиза в чакалните, в тоалетните и за бюфета. Чакалните и бюфетът са успоредни на първи перон, определен само за заминаващи пътници.

За пристигащите пътници е предвиден втори перон, еднакъв с първия, свързан с изходния вестибюл. Надясно от вестибюла е багажното отделение за пристигащ багаж, който се докарва дотам по специален тесен перон за багаж. За ръчния багаж е предвидена специална стаичка до тази на вратаря.

Предвидени са две главни линии – за пристигане и отпътуване, а също и една резервна.

Служебните отделения са няколко: аптечно отделение, състоящо се от лаборатория, аптека, превързочна стая, лекарски кабинет, чакалня и резервна стая; пощенско отделение; телеграф, достъпен от площада и откъм перона. В края на северното крило е построена специална чакалня и салон за царя.

На горния етаж има канцелария и жилище за секционния инженер, канцеларии за началник-гарата, за касиера, за чиновника по движението, за лекаря и няколко резервни стаи.

Основите на сградата са от бетон, армиран със стари релси. Цялата облицовка е от шуменски камък, а тухлите са ръчно правени. Покривът, в по-голямата си част е с дървена конструкция, с марсилски керемиди и цинк, покрит с мед. Цялата постройка заема около 2100 кв.м, без пероните.