Le musée d'Orsay vu depuis la Seine

Selon la documentation publiée par le musée d'Orsay, la gare est conçue par l'architecte Victor Laloux pour l'Exposition universelle de 1900. Elle inaugure une ligne ferroviaire desservant le sud-ouest de la France depuis le centre de Paris. La façade en pierre masque volontairement une structure métallique moderne — les autorités et les riverains jugeaient qu'une architecture industrielle visible serait incompatible avec l'environnement architectural du quartier.

La gare fonctionne pour les grandes lignes jusqu'en 1939. Les quais, trop courts pour les convois modernes, rendent impossible la modernisation du trafic grandes lignes. Pendant la Seconde Guerre mondiale, le bâtiment est utilisé comme centre d'expédition de colis aux prisonniers, puis comme centre d'accueil des prisonniers libérés à la Libération.

Dans les décennies suivantes, le bâtiment sert ponctuellement de plateau de tournage et d'espace d'exposition. La menace de démolition plane sur lui dans les années 1970, avant que la décision de le transformer en musée ne soit officiellement prise le 20 octobre 1977. La transformation est confiée aux architectes du groupe ACT-Architecture, et l'aménagement intérieur à l'architecte italienne Gae Aulenti. François Mitterrand inaugure le musée le 1er décembre 1986.