Объект культурного наследия регионального значения (закон Санкт-Петербурга от 23 июля 1999 г. № 174-27).
Здание вокзала строилось в 1854-1857 годах по проекту известного архитектора Н.Л. Бенуа. Здание построено в псевдороманском стиле, в краснокирпичном с белыми деталями исполнении, сочетая в себе функциональность и лапидарность декоративной отделки. Стилистические элементы средневековой архитектуры придают сходство с замковой капеллой.
Станция Стрельна находится на Петергофской железной дороге, которая была сооружена всего за один год. В акте приемочной комиссии указывалось, что постройка «произведена с особой тщательностью и замечательной изящностью». 21 июля 1857 года от Петергофского (Балтийского) вокзала отошел первый поезд, а с 25 июля началось регулярное движение на радость столичным дачникам.
Петергофская железная дорога четвертая по счету в Российской империи после Царскосельской (1836), Варшаво-Венской (1840) и Николаевской (1851), она соединила столицу с императорским Петергофом Построил эту линию на свои средства барон Александр Штиглиц. Деятельное участие в воплощении проекта принял богатый стрельнинский дачник граф А.Ф. Орлов. Именно он подсказал барону свободное место для строительства станции в Стрельне – рядом со своей роскошной дачей на пересечении древней Нарвской дороги.
Станция была построена по проекту придворного архитектора академика Николая Бенуа в 1857 г. в эклектичном стиле. Н. Бенуа был автором всех четырех станций Петергофской дороги: Лигово, Сергиево, Стрельны и Новый Петергоф. Все они построены по индивидуальным проектам в разных стилях. До наших дней не сохранился только вокзал станции Лигово, погибший в ходе боев 1941 г.
Стрельнинский вокзал больше напоминает романтическую итальянскую приморскую виллу с венецианскими окнами. А еще он примечателен тем, что имеет разные фасады. Особенно впечатляют северный и восточный. Первый, обращенный в противоположную сторону от платформы, имеет самый парадный вид. Посредине возвышается чудная четырехэтажная квадратная башня бельведер (так называют постройку на возвышенном месте, позволяющую обозревать окрестности) с открытой галереей, украшенной колоннами и защищенной от непогоды обширным навесом с высоким флагштоком.
Когда-то с бельведера открывался прекрасный вид на Стрельнинское взморье. Под башней был обустроен арочный царский въезд с пандусом для карет.
Станционные навесы делались по проекту академика С.П. Лазарева-Станищева. Навесы над платформами стоили по 5500 рублей. Работы производил подрядчик Семенов из своего материала.
Восточный фасад вокзала, обращенный к Петербургу, напоминает древнеримскую базилику. Он украшен двухэтажным выступом, в котором вот уже 160 лет располагается кабинет начальника станции. Здесь же были устроены царские покои с отдельным крытым выходом на платформу. В них часто ожидали экстренного поезда за границу и зарубежные королевские высочества, и сопровождающие их высокопоставленные лица, о чем сообщали газеты. Теперь в парадных покоях билетные кассы.
На первом этаже станции были служебные помещения, билетные кассы, буфет, зал ожидания с молельней в красном углу. На втором этаже располагались квартиры железнодорожников. В едином со станцией стиле рядом были построены общественный нужник и подсобное помещение для дров. Паровозы были именные: «Петербург», «Петергоф», «Стрельна», «Константин» и др. От станции Стрельна дилижансы развозили пассажиров по дачам Впоследствии между станциями Стрельна и Сергиево была проложена окружная конно-железная дорога, подвозившая от станций паломников в Свято-Троицкую Сергиеву пустынь и дачников к окрестным деревням.
В годы Великой Отечественной войны вокзал пострадал, в 1950-е гг. был восстановлен. Сегодня вокзал действует.