Ideje o razširitvi kolodvora in poglabljanju tirov so se pojavile že v prvih desetletjih 20. stoletja.
Prve izboljšave kolodvora in Hribarjeva doba
V letu 1863 so v okviru posodobitev zaradi naraščajočega prometa preuredili tako imenovano »harfo« (tirno območje, kjer se proga s kretnicami razveja v postajne perone) in jo podaljšali proti vzhodu na skupaj 1200 metrov, do Šmartinske ceste. To je takšno območje postaje, kot ga poznamo še danes. Konec 19. stoletja se je občutno povečal promet, zato so začeli razmišljati o podvozih na najbolj prometnih križiščih. Leta 1907 so zgradili na najbolj prometnem prehodu na Dunajski cesti brv za pešce. Leta 1910 je bil zgrajen šmartinski podvoz. O tem času in prizadevanjih za preureditev je pisal tudi ljubljanski župan Ivan Hribar v prvi knjigi Mojih spominov (obdobje med 1853 in 1910).
»Ljubljanski kolodvor me je itak že dolgo bodel v oči, kajti poslopje za odpravo osebnega prometa je tako nedostatno, da spada komaj na kako večjo zunanjo postajo, ne pa v deželno glavno mesto. Začel sem torej na Dunaju pritiskati na južno železnico naravnost in pa po železničnem ministrstvu, da preuredi svoj ljubljanski kolodvor.«
Ljubljanski župan Ivan Hribar je zapisal, da je sam iskal ideje za izboljšanje ljubljanske železniške postaje v Avstriji in Nemčiji, zlasti v Düsseldorfu in Halleju na reki Sali. Pomagali so mu ravnatelj pruskih državnih železnic v Halleju Karl Blumenthal, ravnatelj železnic v Beljaku Proske in železniško ministrstvo. Južne železnice so Hribarju povedale, da mora mesto izdatno prispevati za preureditev in prezidave. Hribar se s tem ni strinjal. Proske je pri železniškem ministrstvu izposloval, da je le-to za bodoči osrednji kolodvor po halleškem vzoru kupilo Koslerjev travnik med Marije Terezije cesto in med skladiščem državnih železnic.
Blumenthal si je v Ljubljani natančno ogledal in preučil kolodvorske naprave po načrtih inženirskih odsekov južnega in državnega kolodvora (v Šiški), opazoval promet k obema kolodvoroma in od njiju, ter si ogledal vso bližnjo okolico mesta. Hribarju je poslal načrt za ljubljanski osrednji kolodvor po vzorcu iz Halleja. »Po tem načrtu bilo je zamišljeno dvignjenje vsega prostora, na katerem stoji južni kolodvor, kakor tudi dvignjenje železniške proge od Sela do Viča, tako, da bi železnični promet voznemu prometu nikjer ne bil na poti, ker bi se povsod pod železnico ceste lahko napravile v nivelu. Kolodvorsko poslopje je bilo projektovano med kolesnicami tako, da bi s fronto stalo proti Dunajski cesti. Tamkaj pa, kjer sedaj to cesto presekava železnična proga, bil bi pred kolodvorskim poslopjem, ki bi se vzdigovalo 6 metrov nad nivelom Dunajske ceste, velik trg za pešce in vozni promet. Progi na desno in levo za dohod in odhod vlakov bili bi podmosteni.«
Strokovnjaki so bili nad načrtom in rešitvijo kolodvorskega vprašanja presenečeni, občinski svet pa je Hribarja zato pooblastil, da na Dunaju predstavlja takšno rešitev. Tamkajšnji železniški minister von Forster je izjavil, da je načrt kljub svoji velikopoteznosti in popolno odgovarjajoči namenskosti primeren za Nemčijo in ne Avstrijo (»Grossartig und vollkommen zweckentsprechend, aber für Deutschland und nicht für Österreich!«). Povedal je, da je to za naše železnice predrago, stalo bi 10 milijonov kron.
Hribarju je Blumenthalov načrt služil za nadaljnja pogajanja na ministrstvu in južnih železnicah. Nazadnje je uspel prepričati Južne železnice s kolodvorskim načrtom z izvedbo vredno 6 milijonov kron. Podlaga temu načrtu je bilo načelo, da ostane takratni južni kolodvor kot centralni kolodvor s povečanimi kolesničnimi napravami proti iztoku in s čisto novim 200 metrov dolgim kolodvorskim poslopjem z otočnimi peroni. Na ta kolodvor imeli bi prihajati vlaki vseh v Ljubljano vodečih prog. Pogajanja z državnmi železnicami so privedla do skrčenja tega načrta, stroški so nanesli 3 milijone kron. Izvedli so kolodvorsko prezidavo. Zaradi naglega razvoja Ljubljane se je s prispevkom mestne občine v znesku 130.000 kron napravil podvoz na Martinovi cesti.«
Načrti po letu 1918
V letu 1919 so se pojavili precej radikalni predlogi, med njimi ponovno tisti o prestavitvi postaje daleč ven iz mesta in o dvigu vseh prog na viadukte. Leta 1929 je inženir Stanko Dimnik pripravil načrte, ki predvidevajo poglobitev železnice. Temeljit načrt je upošteval geološke ugotovitve (sestavo tal), ekološke kriterije (zmanjševanje hrupa in odstranitev kurilnice iz mestnega središča) in oživljanje kvalitet mesta (prehodnost železniškega območja), inženir pa je pripravil tudi neizogibne izračune stroškov, s katerimi je dodatno utemeljil svoj predlog. Kasneje so se viziji inženirja Dimnika pridružili tudi arhitekti Jože Mesar, Ladislav Kham in Pavel Göstl, ki so prispevali osnutek ureditve kolodvorskega območja, v katerem so predvideli odstranitev stare in gradnjo nove postaje nad tiri v podaljšku Resljeve ceste.
Povojno obdobje
Postajnemu poslopju so neprestano dozidavali nove prostore, ki pa južne fasade ne kvarijo v večji meri. Levo in desno od postajnega poslopja so v štiridesetih in petdesetih letih zgradili objekte izrazito utilitarnega značaja (carinarnico, zdravstveni dom, kulturno društvo), v ničemer pa niso doprinesli k reševanju ključnega vprašanja postaje kot celote. V letih 1959 in 1960 je bil razpisan natečaj za ureditev območja železniške postaje. Zmagovalna skupina arhitektov – Jože Pucihar, Ivan Štrukelj in Božidar Gvardijančič – je oddala dve različici, eno nivojsko in drugo, izven konkurence, s poglobitvijo. Z utemeljitvijo, da je rešitev s podvozi v danem ekonomskem položaju edina možna, sta v letih 1961 in 1962 zgrajena oba podvoza na Dunajski (Titovi) in Celovški cesti. S tem pa je bil rešen le del celotne problematike – zgolj dolgotrajno zastajanje prometa pred zapornicami.
Konec 60-ih let je Ljubljanski urbanistični zavod zasnoval projekt „prometne glave” – to je prometnega terminala ali urbanistično-arhitekturnega kompleksa, ki bi omogočil povezavo vseh vrst prometa (železniškega, mestnega, primestnega in regionalnega avtobusnega ter letalskega), hkrati pa naj bi bil tudi obsežno poslovno središče. Načrta Ljubljanskega urbanističnega zavoda niso izvedli, pač pa je obveljal kot temeljna programska zasnova, na podlagi katere so leta 1978 in 1979 razpisali dvostopenjski vsejugoslovanski natečaj za ureditev »Potniške postaje Ljubljana«. Prvi krog natečaja je bil zaključen leta 1979, v njem pa so izbrali šest projektov in jih z enakovredno nagrado uvrstili v drugi krog. V drugem krogu je bil nato izbran predlog arhitekta Marka Mušiča. Toda projekt ni bil realiziran.
