Строительство пассажирского каменного двухэтажного здания на месте будущей станции Ртищево Тамбово-Саратовской железной дороги началось летом 1868 года, вместе с началом строительства самой станции. Строился вокзал, в основном, из местного кирпича, который изготавливался на заводе купца И. Я. Святогорова. К концу 1870 года здание железнодорожного вокзала станции Ртищево было построено, в эксплуатацию принято в январе 1871 года, к этому времени в здании закончились отделочные работы.
Позднее к зданию вокзала были пристроены два крыла. В правом крыле, где сейчас находится ресторан «Дорожный», разместился зал ожидания для пассажиров I-го класса, в левом — II-го класса, а посередине, в основной части — III-го класса. Для пассажиров, в зависимости от значимости персон, был свой отдельный вход на вокзал и выход на перрон.
На здании вокзала имеются две мемориальные доски. Одна из них посвящена 100-му отдельному батальону ВНОС и 243-му ОЗАД; вторая, открытая 14 сентября 2010 года, — Фритьофу Нансену. Норвежский полярный исследователь приезжал в Ртищево в конце ноября 1921 года для оказания помощи голодающим Поволжья. Здесь он пробыл трое суток, живя на вокзале.
На здании установлена так же типовая памятная табличка с надписью «Здесь тыл был фронтом».