Архитектурный комплекс станции Клин был заложен ещё в середине 1840-х годов. Клинский железнодорожный вокзал - один из самых старых в России. Он был построен в 1844-1851 годах по типовому проекту архитектора Рудольфа Андреевича Желязевича (1811-1874), академика (1842), профессора Академии художеств (1845).

Р.А. Желязевич родился в 1811 году, учился за границей. С 1832 по 1854 годы служил старшим архитектором в Главном управлении путей сообщения и публичных зданий

При сооружении Николаевской железной дороги Р.А. Желязевич был назначен инспектором строительства. В разработке проектов станционных вокзалов помимо Рудольфа Андреевича принимали участие архитекторы Константин Андреевич Тон (1794-1881), Николай Ефимович Ефимов (1799-1851), Александр Павлович Брюллов (1798-1877).

Вокзалы I и II класса, спроектированные Желязевичем, были построены в Клину, Твери, Малой Вишере и Бологом.

Здания вокзалов I и II класса отличались размерами (115 и 86,7 м). Вокзалы II класса строились двухэтажными, I класса - только одноэтажными.

Инженер Кирхнер, под руководством которого возводилось здание клинского железнодорожного вокзала, перепутал чертежи, и уездный Клин получил вокзал I класса, полагавшийся губернским городам.
Длинное кирпичное оштукатуренное здание вокзала выполнено в стиле эклектики. Здание украшают крупные арочные оконные ниши и боковые крытые перроны на стойках-колоннах.

Планировка здания включала несколько залов (I и III классов), телеграфное и багажное отделение, кассы, ресторан.

В 1941 году здание вокзала частично пострадало от бомбежек. В 1974 году оно было реконструировано.