2002 - Der Umbau
2002 wurde das Architekturbüro Neumann & Steiner in einem Wettbewerb zur Umgestaltung der Anlage als Gewinner gekürt. Es war das einzige Projekt, das den Erhalt der Halle vorsah, und durch Anbauten, Hotel und Bürokomplex, die Vorgaben der ÖBB erfüllte. Links und rechts der unter Denkmalschutz stehenden historischen Bahnhofshalle wurden achtgeschoßige Bauten an den Ecken zur äußeren Mariahilfer Straße und zur Felberstraße errichtet, die nicht für Bahnzwecke verwendet werden. Hier wurden Büros, Dienstleistungsbetriebe und Ecke Felberstraße ein preisgünstiges Zwei-Sterne-Kettenhotel untergebracht. Die neue BahnhofCity Wien West wurde im November 2011 feierlich eröffnet.
1949 - Der Neubau
Der von der Arbeitsgemeinschaft Architekt Robert Hartinger, Architekt Sepp Wöhnhart und Franz Xaver Schlarbaum eingereichte Entwurf zum Neubau des Westbahnhofs wurde von 1949 bis 1954 realisiert und konnte bereits am 24. November 1951 teileröffnet werden.
1945 - Die Zerstörung im Krieg
Im April 1945 wurde der Bahnhof im Zuge der Kampfhandlungen am Ende des Zweiten Weltkriegs von Bomben getroffen und brannte aus; das Dach der Halle stürzte ein. An den alten Bahnhof erinnert noch eine Statue der ursprünglichen Namensgeberin der Bahn, Kaiserin Elisabeth, die sich früher an der Fassade des Bahnhofs befand und jetzt in der unteren Halle des Westbahnhofs aufgestellt ist.
1900 - Die erste Vergrößerung
Um dem gestiegenen Fahrgastaufkommen Rechnung zu tragen, wurden bei einem von 1910 bis 1912 vorgenommenen Umbau die beiden Türme, die die Ausfahrt flankierten, entfernt, die Dachkonstruktion geändert und Platz für ein fünftes Gleis geschaffen. Zusätzlich wurden im Vorfeld der Hallengleise weitere überdachte Bahnsteige und Abfahrtsgleise angelegt.
1858 - Der erste Westbahnhof
Der mit der Westbahn – ursprünglich: k.k. privilegierte Kaiserin Elisabeth-Bahn – im Jahr 1858 eröffnete Kaiserin-Elisabeth-Bahnhof wurde vom Bahnarchitekten Moritz Löhr entworfen. Bei seiner Eröffnung lag der Westbahnhof außerhalb der Stadt Wien und des sie umgebenden Linienwalls.