Vor dem Krieg war Berlin der größte Eisenbahnknotenpunkt Deutschlands, mit seinen weitläufigen Gleisanlagen und den über das ganze Stadtzentrum verteilten großen Kopfbahnhöfen, wie dem berühmten Anhalter Bahnhof, dem Lehrter-, Görlitzer-, Potsdamer- und dem Stettiner Bahnhof. Dazu kamen mit dem Schlesischen Bahnhof, dem Bahnhof Friedrichstraße, Zoologischer Garten und Alexanderplatz weitere wichtige Fernbahnhöfe. Das Berliner Eisenbahnnetz galt zu dieser Zeit in seiner Anordnung als vorbildlich. Durch die Ringbahn und den Ausbau der Vorortbahnen wurden zahlreiche Umsteigemöglichkeiten zwischen Fern- und Vorortbahnen geschaffen, die den Schienenverkehrsknoten Berlin als nahezu perfekt erscheinen ließen. Doch zwischen den Kopfbahnhöfen klaffte eine Lücke, die sich mit der industriellen und städtebaulichen Weiterentwicklung Berlins immer negativer bemerkbar machte. Die Idee einer Nord-Süd-Verbindung, spielte in den stadtplanerischen Überlegungen bereits zu Beginn des 20. Jahrhunderts eine Rolle. Im Jahre 1910 wurden im Zusammenhang mit dem Wettbewerb zur Gestaltung "Groß-Berlins Pläne bekannt, die den Bau einer unterirdischen Verbindungsbahn von Süd nach Nord vorsahen. Zwei neue Zentralbahnhöfe, einer im Süden und einer am nördlichen Kreuzungspunkt mit der Stadtbahn, sollten die bisherigen Kopfbahnhöfe überflüssig machen und ersetzen. Zur Verwirklichung der Pläne kam es aber nicht, da der Erste Weltkrieg neuen und so kostspieligen Verkehrsvorhaben ein Ende setzte. Erst im Jahre 1934 wurde die Idee einer Nord-Süd Verbindung wieder aufgegriffen, allerdings ohne die Idee eines Zentralbahnhofes zu realisieren. Mit dem Bau der S-Bahnlinie 1 wurde die Nord-Süd Verbindung geschaffen, die jedoch lediglich dem S-Bahnverkehr vorbehalten blieb. So waren die Kopfbahnhöfe weiterhin die wichtigen Anlaufstationen für den Fernverkehr. Innerstädtisch waren sie durch die Ringbahn verbunden

Im II. Weltkrieg wurden durch unzählige Bombenangriffe und weiterer massiver Kriegseinwirkung, ein Großteil der Bahnanlagen und Bahnhöfe in ganz Berlin zum Teil schwer beschädigt oder zerstört.

Nach dem Krieg wurde durch Beschluss der Alliierten, die Verwaltung der Bahnanlagen, der Bahnhöfe und des gesamten Bahnbetriebes der Stadt, der Deutschen Reichsbahn übertragen. Nach Gründung der DDR musste der Name Deutsche Reichsbahn aus formaljuristischen Gründen erhalten bleiben. Hierzu war die Zustimmung der Westalliierten erforderlich. Gleichzeitig erhielt die neue DDR-Reichsbahn die Betriebsrechte für den gesamten Bahnbetrieb, also auch für den Eisenbahn- und S-Bahnverkehr in West-Berlin. Die westlichen Alliierten erhielten als Gegenleistung die Zusicherung über die freie Nutzung der Transitwege. Die mehr oder weniger zerstörten Bahnhöfe wurden provisorisch wieder hergerichtet und zunächst teilweise noch genutzt. Doch im Jahre 1952 war das Schicksal der Kopfbahnhöfe endgültig besiegelt, da die DDR-Führung anordnete, dass alle  Züge am im Osten der Stadt gelegenen Ostbahnhof, dem ehemaligen Schlesischen Bahnhof, zuerst halten sollten und somit ein weiterer Betrieb der im Westteil der Stadt liegenden Bahnhöfe verhindert wurde. Dadurch und auch auf Grund der politischen Machtverhältnisse, verlagerte sich der Hauptschienenverkehr in den Ostteil der Stadt und auf den durch die DDR-Reichsbahn sukzessive weiter ausgebauten Berliner Ring. So wurden alle wichtigen Fernbahnlinien um West-Berlin herum geleitet. Die umfangreichen Bahnanlagen im Westteil der Stadt wurden zum Großteil nur noch für den nötigsten Güterverkehr genutzt und verkümmerten zu einem Schattendasein, erst recht nach dem Mauerbau und der damit erfolgten endgültigen Teilung der Stadt. Entsprechend war der Zustand zuletzt. Der einzige in West-Berlin verbliebene Fernverkehr in Form der Interzonenzüge, wurde komplett über die Stadtbahnstrecke geführt und hatte mit dem Grenzbahnhof Friedrichstraße seinen Ausgangs- und Endbahnhof.

Nach der Wende stand man vor einer völlig neuen Situation. Durch die sich dadurch ergebenden neuen Möglichkeiten und dem stetig steigenden Verkehrsaufkommen, musste ein neues und modernes Schienenkonzept geplant werden, das nicht nur den Fernverkehr, sondern auch den Regional- Vorort- und S-Bahnverkehr berücksichtigen musste.

Mit dem Bau des neuen Bahnhofs, dem größten Kreuzungsbahnhofs Europas und gleichzeitig dem ersten Hauptbahnhof in der Berliner Eisenbahngeschichte, wurde fast exakt an der Stelle des historischen Lehrter Bahnhofes ein neuer zentraler Bahnknotenpunkt geschaffen, der alle Fernbahnstrecken bündelt und für den heutigen und zukünftig weiter stark steigenden Schienenverkehr gerüstet ist. Der neue Hauptbahnhof liegt in unmittelbarer Nähe des Regierungsviertels und fügt sich hervorragend in das städtische Umfeld ein. Die Gebäude stellen in Form und Bauart eine architektonische und bautechnische Meisterleistung dar. Für den Ost-West-Verkehr in der 321 Meter langen oberirdischen Bahnhofshalle werden die Gleise der Stadtbahnstrecke genutzt. Für den Nord-Süd-Verkehr in der 15 Meter tief gelegenen und 180 Meter langen Bahnhofshalle musste eine ganz neue Strecke gebaut werden, die die Verbindung zum nördlichen und südlichen Gleisnetz herstellt und die mit dem neu gebauten Nord-Süd-Tunnel durch den Tiergarten eine weitere große bauliche Herausforderung bedeutete. Im Rahmen dieser umfangreichen Neubaumaßnahmen wurden neben dem Ausbau des unterirdischen S- und U-Bahnhofs Potsdamer Platz als Haltepunkt für den Regionalverkehr, auch zwei neue Fernbahnhöfe mit dem Bahnhof Gesundbrunnen und dem Südkreuz geschaffen, die das so genannte Pilzprojekt komplettieren. Die neuen Fernbahnhöfe entstanden durch Umbauten der bisherigen S-Bahnhöfe Gesundbrunnen und Papestraße. Durch die neue Nord-Süd Verbindung wird die stark befahrene Stadtbahn deutlich entlastet und die Fahrgäste können sich über erhebliche Fahrzeitverkürzungen im Nah- und Fernverkehr freuen.

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Neben diesen umfangreichen Neu- und Umbauprojekten wurde in den vergangenen Jahren auch das marode S-Bahn-Netz von Grund auf erneuert und modernisiert, die durch die damalige Teilung bedingten Lücken geschlossen und der gesamte Fahrzeugpark erneuert. Weitere Baumaßnahmen, wie die völlige Neugestaltung des Bahnhofes Ostkreuz, sind in der Planung oder wurden schon begonnen.