В 1914 году вместе с узловой станцией здесь появилось здание вокзала. Однако с ростом станции, объемов перевозок, а также с присвоением населенному пункту статуса города, встал вопрос о сооружении нового вокзального комплекса.

Место для строительства нового вокзала было выбрано рядом с уже существующим — там, где с момента постройки железной дороги возвышалась водонапорная башня. Автором проекта стал молодой и амбициозный новосибирский архитектор «Сибгипротранса» Владимир Авксентюк.

Первоначально старую водонапорную башню хотели сделать частью нового вокзального комплекса. По проекту 1963 года ее собирались сохранить и облагородить, вписав в архитектурный облик нового здания. Также под железнодорожными путями собирались проложить пешеходный тоннель. Но в итоге проект был сильно упрощен: дореволюционную башню снесли, а тоннель не проложили.

Строительство здания по проекту Авксентюка началось только в 1969 году. Периодически работы приостанавливались. В процессе строительства отформовывались опытные армоцементные оболочки и изготавливалась арматура под опорные балки и торцевую арку. Новое здание было готово к весне 1974 года.

Вокзал на станции Алтайская был запроектирован совмещенным с автовокзалом, что было ново для того времени. Однако подобное соседство продолжалось не долго и очень скоро вокзал стал обслуживать только железнодорожный транспорт.

Вокзальный комплекс Новоалтайска был уникальным сооружением Единственное здание, схожее по архитектуре, позднее появилось на одной из станций близ Ленинграда.

В советские времена проповедовался синтез искусств, и в остеклении вокзала был выполнен витраж из цветного стекла, который работал как на интерьер, так и на экстерьер. Автором витража стал новосибирский художник Юрий Катаев. Его работа с причудливыми изображениями природы Сибири, зверей и птиц украсила просторный зал ожидания.