Aunque el actual edificio de viajeros de la estación de Zamora se terminó de construir en el año 1958, su proyecto definitivo se aprobó en el año 1935. Como curiosidad, señalar que fue un 20 de octubre de ese mismo año cuando Niceto Alcalá Zamora colocó la primera piedra de lo que sería el actual edificio.

Responde a la tipología de estación intermedia, lo que justifica los 88 metros de largo por 15 de ancho que conforman su planta. Su estilo se adscribe al neoplateresco, evidenciando una clara referencia al palacio de Monterrey de Salamanca.

Se compone de tres cuerpos de dos plantas, y cuatro torres. Dichos cuerpos se estructuran en dos laterales y uno central, todos ellos flanqueados por una torre. Los dos laterales resuelven la planta baja con una sucesión de seis arcos de medio punto, y la superior utilizando vanos adintelados. En su planta baja del cuerpo central se abren tres vanos de ingreso al vestíbulo, siendo el central de mayor luz que los otros. En la planta superior la fachada se retrae, en este tramo, para dejar espacio a una terraza a modo de balconada, a la que se abren siete ventanas de medio punto. La parte central de su fachada principal se remata con un frontón triangular en que se ubica el reloj. Están presentes también en esta parte superior, los escudos de España y Zamora, junto al de Obras Públicas. En diferentes tramos de su perímetro utiliza también la balaustrada que alterna con crestería entre pináculos que se alinean con pilastras y columnas.

Poco antes de su terminación, se tomó la drástica y extraña decisión de transformar interiormente el número de plantas del edificio. Es decir, las dos plantas proyectadas en un principio debían convertirse en tres, sólo en lo que respecta a los espacios interiores. Había que mantener esas dos plantas en la estructura externa de las fachadas. Esta sorprendente modificación suponía lógicamente un desajuste importante entre la distribución de los espacios interiores y su correspondencia con la composición externa.

Se produce en este edificio una conjunción de elementos arquitectónicos de inspiración plateresca, con otros pertenecientes al clasicismo renacentista. La aplicación del concepto de orden y simetría, el juego de sus volumetrías, o la pureza de sus líneas, reafirman la intención de reivindicar la arquitectura nacional. Pero si se tiene en cuenta la fecha del proyecto, sería más lógico inclinarse por una adscripción al historicismo regionalista.

El estilo neoplateresco se convirtió a primeros del siglo XX en una seña de identidad arquitectónica, sobre todo a partir de la Exposición Universal de París en 1900, donde el pabellón español, de José Urioste, basado en el Palacio de Monterrey de Salamanca, terminaría por establecer una asociación entre dichas formas y las características de la arquitectura nacionalista. Su éxito fue tal, que dos años después, hubo toda una serie de proyectos que tomaron como referencia las formas del palacio salmantino.

En cuanto al autor del proyecto, muchas fuentes lo atribuyen a Marcelino Enríquez, aunque no puede descartarse que éste fuese simplemente el ingeniero encargado de su ejecución. Todavía existen dudas muy razonables sobre el autor del proyecto original.