La necesidad de una estación moderna en Cádiz obligó a construir una nueva, dado que la anterior carecía de solidez. El proyecto requirió la habitual autorización del Ministerio de la Guerra, que designó una comisión para conciliar el servicio ferroviario con la defensa de la ciudad.
El proyecto se basaba en:
Aceptar el plan general de edificios, colocación, dimensiones y disposición de vías y placas sin modificaciones.
El edificio no podía superar los 7,50 m de altura, salvo la cubierta que podía llegar a 12,50 m, posiblemente para no obstaculizar la visión de los baluartes cercanos.
Las obras deberían estar terminadas el 20 de junio de 1903.
El proyecto de Agustín Jubera, aprobado en 1902, incluía dos pabellones (entrada y salida de viajeros) conectados por una cubierta metálica acristalada y un frontón triangular estilo griego. Jubera también diseñó la estación de Sevilla - San Bernardo, que, a diferencia de esta, es "de paso".
El escudo de la Compañía de los Ferrocarriles Andaluces, constructora y propietaria de la línea a Sevilla antes de RENFE, se encuentra en la parte superior y vértices laterales de la fachada principal. Está oculto por el edificio de la aduana y por el cierre del acceso debido a las continuas obras y proyectos no finalizados. Además, se han colocado contenedores y materiales de obra en la fachada principal, afectando la estética.
La estación medirá 104 metros de largo. Las cerchas de la cubierta central, separadas ocho metros, son de tipo inglés con cordón curvo, permitiendo 31 metros de ancho y dando ligereza, amplitud y mayor paso de luz.
La cercha es un armazón que transfiere peso de forma segura, sirviendo de base para estructuras como techos, puentes, arcos o edificios.
Jubera integra la ornamentación y las dependencias con la estructura metálica de 800 toneladas y las marquesinas laterales.
Los pabellones se decoran con un friso de triglífos y metopas, que hacen contraste con el ladrillo rojo. La estación constituye un ejemplo de la arquitectura industrial del hierro en la que la estructura es de este material y los cerramientos de ladrillos vistos (sin ningún material que los cubra).
Un friso es una banda decorativa. Puede representar escenas en una secuencia de paneles separados.
El triglifo es un adorno característico del estilo dórico en relieve con tres bandas verticales separadas por dos glifos (acanaladuras).
Una metopa es una pieza rectangular que ocupa parte del friso de un edificio clásico, situada entre dos triglifos.
El espacio interior está iluminado por una gran cristalera superior y ventanas laterales en forma de triforio entre cada paño. Cada ventanal cobija dos pequeños arcos ciegos, donde se colocan escudos heráldicos. Las naves laterales se articulan con columnas de hierro de capiteles compuestos.
La decoración en hierro utiliza los órdenes clásicos. Los capiteles de las columnas son de orden compuesto, jónico y corintio; y los faldones de las marquesinas presentan elementos vegetales muy utilizados en el estilo ecléctico.
El triforio es un elemento situado en las naves centrales, justo encima de las arcadas que dan a las naves laterales. Consiste en una línea de ventanas abiertas en los muros.
En arquitectura un arco ciego está en un muro sin hueco que traspasarlo. A veces tienen uso ornamental y otras se usa para desviar parte de los esfuerzos o tensiones del muro.
La estación es una joya escondida en uno de los espacios más significativos de Cádiz. Se encuentra en el punto kilométrico 158,1 de la línea Alcázar de San Juan - Cádiz. El kilometraje toma Sevilla como punto de partida. Delante se construyó en 1959 el edificio de aduanas, desafortunada construcción que oculta la fachada principal de la estación.
En la fotografía aparece el lugar dedicado para hacer girar las locomotoras, al pie de los baluartes de Santa Elena y Santiago.
La compañía contrató la estructura metálica de la estación con el Astillero de Vea-Murguía en 1893, quien incumplió el contrato. Tras analizar el aumento de costes del material, Andaluces decidió actualizar precios y adjudicar la obra a “La Constructora Naval Española”, buscando un acuerdo sin litigios.
La construcción fue adjudicada a Antonio Velasco (Valencia), y gran parte de los edificios a "Material para Ferrocarriles y Construcciones" (Barcelona).
En la foto se ve una pequeña locomotora 1-2-0 con tender remolcado de dos ejes.
La cimentación fue especialmente difícil por la cercanía al mar, causando inundaciones constantes que obligaban a un bombeo continuo.
La nueva estación se inauguró sin acto oficial (a diferencia de la anterior) el 10 de julio de 1905 con la llegada del tren exprés de Madrid a las 13:45
Además de hierro y ladrillo emplea piedra alrededor de las ventanas y puertas, cristal y madera. La fachada principal tiene su frente acristalado.
La estación contaba con dos pabellones de viajeros anexos a la galería principal (uno de llegada y otro de salida). Sus muros de ladrillo rojo contrastaban con el zócalo y molduras de vanos y puertas de piedra blanca. Pilastras, cornisas y las molduras de los vanos de la segunda planta eran de hierro. Estos pabellones ampliaban la anchura de la estación con tejados inclinados de tejas.
La nave de andenes, más alta que los pabellones, se ilumina por una cristalera superior y ventanales entre columnas. Las dos naves laterales conectan con la central y las marquesinas mediante 23 puertas con cerchas apoyadas en columnas de hierro, destacando detalles artísticos en su construcción.
La fachada principal, con reja (cuya puerta central se abría sólo en ocasiones), reloj y anagramas de la Compañía de los Ferrocarriles Andaluces, daba al puerto. No obstante, la entrada y salida de viajeros se realizaba por los laterales, que aún conservan aceptable estado de obra y carpintería pese al abandono.
El pabellón de llegadas albergaba viviendas para el personal en la primera planta y dependencias administrativas, de carabineros y vestíbulo en la baja. El de salidas incluía la vivienda del jefe de estación en el piso superior y, abajo, cantina, salas de espera (primera, segunda y tercera clases) y oficinas con telégrafo.
El diseño de la estación actual preveía una plaza urbana cubierta de 5.500 m² como nudo intermodal y nuevo espacio gastronómico y comercial (hostelería en naves laterales, mercado y productos gourmet en la central). El proyecto está parado desde hace años debido a la no construcción del parking, el conflicto de la Aduana y el parón del hotel Barceló (contratado en 2017 y previsto para 2020). Este caos ha derivado en un estado de abandono de la "Puerta del Mar" de Cádiz, con la estación deteriorada y aparcamientos invadiendo lo que debía ser un parque junto a la descuidada muralla histórica.