Von Anfang an nahm der Bozener Bahnhof eine wichtige Stellung ein. Dies konnte man bereits an der beanspruchten Fläche auf dem Bozener Boden erkennen: 80 000 qm mit Bahnanlagen, die sich über 750 m Länge erstreckten. Er lag anfänglich allerdings außerhalb der Bozener Gemeindegrenzen im Stadtteil Zwölfmalgreien.
Schon 1860 – also ein Jahr nach der Eröffnung – beauftragte die Gemeindeverwaltung den Münchener Architekten Sebastian Altmann den ersten Stadtplan für das Bahnhofsgebiet zu entwerfen. Altmann verknüpfte den Bahnhof mit dem Altstadtkern über vier strahlenförmig vom Bahnhofsplatz ausgehende Straßen, die heutige Garibaldistraße, die Bahnhofsallee, die Laurinstraße und die Rittnerstraße. Sie bildeten die Infrastruktur, auf der sich die neuen Bauten bzw. der Stadtpark (z.T. auf der Fläche des ehem. Gemeindefriedhofes, der erst 1930 nach Oberau verlegt wurde) zwischen Bahnhof und Altstadt entwickelten. Um den Bahnhof entstanden prächtige Bauten: 1882 das Palais Widmann (heute Sitz der Landesregierung) und 1884 das Hotel Viktoria, an dessen Stelle sich seit 1998 der Erweiterungsbau der Landesregierung befindet.
Wegen seiner Bedeutung erhielt der Bozener Bahnhof ein großes Bahnhofsgebäude, dessen mittiges Aufnahmsgebäude sich auf dem Grundriss eines halben Achtecks zum Bahnhofsplatz hin erstreckte. Auf der Nordseite und Südseite hatte das Gebäude gleisseitig kurze Flügel, die Wartesäle bzw. ein Restaurant enthielten. Östlich direkt an das Mittelgebäude angebaut war über den zwei Durchgangsgeleisen eine Bahnhofshalle mit repräsentativen Portalen an den jeweiligen Enden errichtet worden, die auf beiden Seiten das Aufnahmsgebäude erheblich überragte.
Parallel zu den Geleisen lag im Süden des Bahnhofsgebäudes eine große Wagenremise sowie in kleineres (Wohn-) Gebäude mit Garten und Gewächshaus. Im Norden des Hauptgebäudes lag die Eilguthalle mit Laderampe, danach folgte Richtung Brenner ein langes Frachtmagazin mit Zollamt. Gegenüber der Bahnhofshalle war die Lokomotivremise angeordnet aus der die Zugmaschinen in ein Werkstättengebäude mit drei Reparaturgruben gefahren werden konnten. Neben der Werkstatt lag, östlich an Privatgrund angrenzend, ein Materialmagazin. Anfang des 20. Jhts. wurde die Werkstatt um ein Kohlelager erweitert.
1898 wurde die Bahnstrecke nach Kaltern eingeweiht. Für deren Geleise mussten die südliche Wagenremise und das Wohngebäude entfallen. Zwischen 1905 und 1910 wurden zwei große im Osten angrenzende Grundstücke enteignet. Auf dem einen wurde ein neues Lokomotivdepot mit strahlenförmigen Zufahrten und Drehscheibe errichtet. Das andere, nördlichere wurde zum Bau von Wohnhäusern für Eisenbahner verwendet. Gleichzeitig wurde an der nördlichen Seite des Zolllagers die Anlage für die Rittnerbahn – eingeweiht 1907 – mit Lokomotivschuppen, Warenlager und Laderampe gebaut.
1910 hatte Bozen 30 000 Einwohner und der Bezirk Zwölfmalgreien mit dem Bahnhof wurde 1911 eingemeindet. Der internationale Tourismus vor allem in das „Nobelviertel“ Gries mit seinen Sanatorien, Hotels und Sportanlagen hatte so zugenommen, daß der Bahnhof um die Jahrhundertwende den Namen „Bozen-Gries“ erhielt.

Umbau unter dem Faschismus:
1924 übernahm Costanzo Ciano das Verkehrsministerium in Rom und setzte die Ideologie Mussolinis für Verkehrsbauten um, in denen die Eisenbahn als Symbol für Fortschritt und Prestige des faschistischen Systems stand. Vor allem im besetzten Südtirol, dem Preis für den Kriegseintritt Italiens 1915 an der Seite der Alliierten, galt es Innovation, Effektivität und Geschwindigkeit des Regimes auch baulich unter Beweis zu stellen. Ciano ordnete also sofort den Umbau des Bahnhofs Bozen als einem Relikt der verhassten „pangermanischen“ K.K. Monarchie an.
Der Auftrag ging an den römischen Architekten Angiolo Mazzoni mit der Auflage, nicht nur eine repräsentative Architektur des faschistischen Staates zu errichten, sondern den Bau gleichzeitig mit dem geplanten Siegesdenkmal (Architekt Marcello Piacentini) als Pendant entlang einer Ost-West-Achse der neuen italienischen Stadtquartiere zur Einweihung am 24. Mai 1928 fertigzustellen.
Nach einigen Überlegungen u.a. zur Verlegung des Bahnhofes nach Oberau südlich der Etsch, entschied man sich zum Umbau des bestehenden Bahnhofes. Der Mittelbau mit der architektonischen Charakteristik des Wiener Neoklassizismus erhielt eine von acht Säulen gegliederte vorgesetzte Fassade von starker Plastizität. Die Restaurants wurden in einen zweigeschossigen seitlichen Neubau mit Turm in Richtung Norden verlegt, der durch einen erdgeschossigen Verbindungstrakt mit dem Mittelbau verbunden war. Dadurch war der freie Blick vom Bahnhofsplatz zum Rosengarten gewährleistet – ein beieindruckendes Bild, gerahmt von den neuen Architekturelementen. Mit dem Turmmotiv lehnte sich Mazzoni an die Bahnhofsbauten von Helsinki (Eliel Saarinen, 1910-14) und von Stuttgart (Paul Bonatz, 1912-31) als hochaufragende Symbol für die neue Verkehrstechnik an. Südlich des Mittelbaus schloss sich ein langgestreckter Flügel für die Verwaltung und die Bauabteilung der FS angeordnet.
Gleisseitig wurde die hohe Bahnsteighalle abgebrochen und durch eine Eisenkonstruktion über dem Erdgeschoss ersetzt. Eine Unterführung zu den außenliegenden Geleisen wurde angelegt. Die Umbauten begannen im Mai 1927, wurden bei laufendem Betrieb durchgeführt und der Bahnhof konnte zusammen mit dem Siegesdenkmal in Anwesenheit des italienischen Königs bereits nach einem Jahr am 24. Mai 1928 eingeweiht werden.
In der Zeit des Umbaus wurde auch die Strecke zwischen Bozen und dem Brenner elektrifiziert und weitere Zubauten auf dem Bahnhofsgelände durchgeführt. Dazu gehörte das Depot für elektrische Lokomotiven, das 1929 auf einer Fläche von 70 000qm fertiggestellt wurde. Es bestand aus einem Werkstattgebäude mit Halle für 14 Elektrozugmaschinen, einer Schmiede, einer Schreinerei und kleineren Bauten für Werkleistungen.
Die Pläne Mussolinis sahen ein Anwachsen Bozens durch Zuwanderung aus Süditalien auf 100 000 Einwohner vor. Eine entsprechende Stadtplanung wurde von Marcello Piacentini entwickelt. Tatsächlich zählte man bereits 1936 ca. 50 000 Einwohner und weiter Umbauten und Ergänzungen des Bahnhofes wurden erforderlich. Zwei neue Zwischenbahnsteige mit Stellwerk für den Personenverkehr Richtung Trient und Verschiebegeleise für den Güterverkehr entstanden. Der Viehumladeplatz wurde neben das Lokomotivdepot verlegt. Ein weiteres Stellwerk kam auf die Brennerseite. Zwei neue Lokomotivdepots mit 3 bzw. 6 Wartungsgruben mit Werkstatt in gestalterischer Anlehnung an das vorhandene Depot, ein neues Bahnbetriebswerk und ein Warenlager mit überdeckter Laderampe wurden 1936 gebaut.
Kurz vor dem zweiten Weltkrieg wurde der Bahnhofsplatz nach Mussolinis Verkehrsminister Costanzo Ciano benannt, die Laurinstrasse erhielt den sinnigen Namen Via del Littorio und die Bahnhofsallee wurde zum obligatorischen Corso Vittorio Emanuele.