Fra i principali scali ferroviari italiani insieme a Roma Termini, Milano Centrale e Santa Maria Novella a Firenze, la stazione di Porta Nuova fu prevista a completamento della linea Torino-Genova, costruita nel periodo 1845-1853 con la collaborazione dell’ingegnere belga Henri Maus (1808-1893), specialista in piani inclinati che contribuì all’apertura del traforo del Fréjus. Il progetto da lui definito per la stazione fu però respinto, come altre proposte che impegnarono il dibattito cittadino, all’insegna di pareri controversi soprattutto rispetto all’ubicazione dell’impianto.

Accolta la scelta di completare l’asse urbano dell’attuale via Roma, fra il 1865 e il 1868 sorse il nucleo storico della stazione per opera dell’ingegnere Alessandro Mazzucchetti (1824-1894) e del suo allievo Carlo Ceppi (1829-1921), al quale si deve probabilmente l’enfasi stilistica della facciata in luogo dell’eclettismo classicheggiante allora in voga. La parte centrale fu dotata di una copertura a volta in ferro e vetro poi distrutta, mentre le modifiche successive hanno mantenuto, oltre la facciata, la sala d’aspetto di prima classe, nota anche come Sala reale, decorata dal pittore Francesco Gonin (1808-1889).

Diversi sono stati gli ampliamenti eseguiti negli anni per fronteggiare l’incremento del flusso di passeggeri, sino ai lavori prossimi a essere conclusi finalizzati al raccordo con la linea della metropolitana e alla riqualificazione del sito come galleria commerciale.

Dalla Stazione di Porta Nuova partirono centinaia di deportati destinati ai campi di transito o direttamente ai lager nazisti. I gruppi di donne e uomini condannati alla deportazione venivano radunati all'alba dentro il carcere delle Nuove e trasportati alla stazione alle prime luci del mattino, transitando lungo corso Vittorio Emanuele II. Il primo trasporto partì il 13 gennaio 1944 con destinazione Mauthausen, luogo in cui giunse il giorno successivo. Un secondo trasporto lasciò Torino il 18 febbraio di nuovo con destinazione Mauthausen dove arrivò il 21 febbraio. Il 27 giugno 1944 partì il primo convoglio verso Ravensbrück.

Porta Nuova non fu solo luogo di partenza per i deportati ma anche luogo di arrivo per i rari superstiti. Nel 1974 la città ha voluto ricordare i deportati torinesi con una lastra in rame incisa da Cagli e voluta dall'Associazione Nazionale ex Deportati nei Campi Nazisti (ANED) con il patrocinio della Regione Piemonte. La targa è posta sul lato arrivi di via Sacchi.

La targa apposta in prossimità del binario, recita:

"Partirono da questa stazione / i deportati politici per i campi di sterminio nazisti / A chi rimaneva lasciarono la consegna / di continuare la lotta contro il nazifascismo / per l'indipendenza e la libertà".

La stazione ferroviaria, con annessi uffici e magazzini (per un totale di 800 locali circa), fu colpita da bombe sia incendiarie, sia dirompenti, durante i bombardamenti dell’8 dicembre 1942 e del 13 luglio 1943, effettuati da aerei della RAF con bombe di grosso e grossissimo calibro. I principali danni furono: il crollo di muri e il crollo delle coperture e del tetto.

Dal diario dell’Istituto Lorenzo Prinotti, 1940. ASCT, Fondo Prinotti cart. 31 fasc. 11, 9, pp. 89-90

"Morto teol. Fasciola Luigi. 53 anni!
6-sett. 1940. E' venerdì – ore 2 mattina nel rifugio contraereo, nella torretta di S. Secondo vicino alla sua camera, rannicchiato sulla scaletta, dopo aver condotto i 15 misteri non lo sentirono più. Chiamato non rispose. Nell'oscuramento si sentì un rantolo, era morto. Con molta fatica di Grande Aviolo. Mons. Pinardi e un inquilino lo portarono a letto. Il venerdì prima aveva troncato gli Esercizi Spirit. alla pace di Chieri, perchè soffriva di angina pectoris. Fu l'aorta gonfiata che gli scoppiò a un bombardamento più accentuato allo smistamento di Porta Nuova la notte che bombe incendiarie inglesi bruciarono 18 vagoni di nafta, e l'emorragia lo spense".

Negli ultimi anni, la Stazione Porta Nuova, terza per grandezza in Italia, è stata oggetto di un importante intervento di riqualificazione a opera di Grandi Stazioni, che ha restituito a Torino un edificio ferroviario rinnovato e più funzionale, all’altezza dei 70 milioni di viaggiatori che la frequentano ogni anno. Cinquantamila metri quadrati complessivi riqualificati, 15mila metri quadrati  dedicati ai servizi, allo shopping e al ristoro, 13mila metri quadrati di superfici restaurate tra facciate, marmi e controsoffitti. Nel 2016 Grandi Stazioni ha effettuato importanti interventi di restauro che hanno interessato porticati facciate e coperture che hanno restituito a Porta Nuova l'immagine originale del 1861, a partire  dal colore. Porta Nuova è molto cambiata, trasformandosi da luogo unicamente di transito a luogo anche per acquisti e servizi: oltre 40 le attività commerciali disponibili tutti i giorni dalle 8 alle 21, wi-fi gratuito e una app dedicata, “around station”. Numerose anche le offerte culturali, sociali e d’intrattenimento che negli ultimi anni hanno reso Porta Nuova un luogo unico per cittadini e viaggiatori.