Het nieuwe station heeft een capaciteit van 110.000 reizigers per dag. Daarmee is het het grootste station van Oost-Nederland. De bouw van het nieuwe Arnhem CS ging met veel problemen gepaard. Het oude station was al gesloopt toen bleek dat de nieuwbouw veel duurder zou uitpakken dan gepland en dat geen aannemer het gedurfde project wilde uitvoeren. Uiteindelijk is het project gerealiseerd in samenwerking met onder meer architectenbureau UNStudio en bouwcombinatie Ballast Nedam-BAM.

Het oude stationsgebouw werd in 1954 geopend, ter vervanging van het station dat was verwoest tijdens de Slag om Arnhem in 1944. Al in de jaren 80 kwam het idee op het te vervangen door een nieuw, groter station. Door het Project Arnhem Centraal, dat in 1997 van start ging en ook een nieuw busstation, een parkeergarage, kantoortorens, winkels en woningen omvat, was het gebied rond het station vele jaren lang een grote bouwput, tot ongenoegen van veel Arnhemmers. In 2006 werd een tijdelijk station geopend, in 2007 het oude station gesloopt. In 2008 bleek in eerste instantie geen enkel bouwbedrijf te vinden om het project uit te voeren. Besloten werd eerst een tunnel tussen de perrons aan te leggen. In 2012 is begonnen met de bouw van de nieuwe stationshal.