In 1864 laten de Staatsspoorwegen in Helmond een stationsgebouw neerzetten. Het gebouw is in oktober 1866, tegelijkertijd met de staatslijn van Eindhoven naar Venlo, in gebruik genomen. Helmond krijgt net als een groot aantal andere plaatsen een standaard stationsgebouw van het type vierde klasse. Het symmetrische rechthoekige gebouw kent een enigzins hoger middendeel met een puntgevel aan zowel straat- als perronzijde.
Net als een groot aantal soortgelijke zogenaamde Waterstaatstations is ook het stationsgebouw van Helmond in de loop der jaren vergroot. Zo zijn tien jaar na de opening aan beide zijden van het gebouw twee lange lage vleugels toegevoegd. In 1911 is het stationsgebouw aanzienlijk vergroot. Voor het oorspronkelijke gebouw is een nieuw laag gebouw neergezet. De linker zijvleugel uit 1876 is vervangen door een vleugel die ongeveer drie keer zo lang is en net zo breed is als het oorspronkelijke stationsgebouw plus de nieuwe aanbouw aan de straatzijde.
Het sterkt uitgebreide Waterstaatstation is in 1986 gesloopt om plaats te maken voor nieuwbouw. Met het oog op de te openen voorstadshaltes Brouwhuis en ’t Hout en de hiermee afnemende reizigersaantallen voor het hoofdstation krijgt Helmond een bescheiden nieuw stationsgebouw. Het eenvoudige gebouw is in 1987 gereed en bestaat uit een stalen skelet met daaronder voorzieningen als de loketten en een kleine restauratie. Ook het busstation is in het gebouw geïntegreerd. Het stationsgebouw is 25 jaar na de opening gesloopt om plaats te maken voor een brede onderdoorgang onder de sporen.
In 2014 zijn de nieuwe onderdoorgang en het nieuwe stationsgebouw gereed. Het ovale stationsgebouw heeft grotendeels glazen gevels en is van diverse duurzame toepassingen als een mos-sedumdak en een grijswatercircuit voorzien. In het gebouw bevinden zich enkele horecagelegenheden en winkels. Ook de entree van de fietsenstalling aan de andere zijde van de onderdoorgang en de rest van het stationsgebied is in dezelfde stijl van vloeiende lijnen vormgegeven.
Op de foto boven dit artikel het derde stationsgebouw van Helmond op 20 september 2015.