Старый Павелецкий вокзал органично вписывался в облик площади, на которой стоял. Поэтому, когда в 80-е годы пришла пора реконструкции, требования к проекту нового вокзала были весьма высоки. Надо было не только заложить максимальные удобства для пассажиров, но и решить непростую задачу, как увеличить здание в несколько раз, сохранив его архитектурный облик и стиль.

   В последующие годы в связи с ростом объемов перевозок Московская железная дорога приняла решение о реконструкции Павелецкого вокзала. Авторским коллективом института «Мосгипротранс» был разработан проект (главный архитектор объекта Кузнецова С.Д.). В 1987 г. реконструированный и значительно расширенный Павелецкий вокзал принял первых пассажиров.
   Здание вокзала расположено в центре г. Москвы. Северный главный фасад нового здания выходит на Павелецкую площадь. Боковые фасады обращены: с западной стороны - на Дубининскую улицу, с восточной стороны - на Кожевническую улицу. Выбор архитектурно-планировочного решения подчинен обслуживанию пассажиров в кратчайший срок при максимальных удобствах.
   Основные пассажирские помещения - зал ожидания, торговая улица и кассовый зал находятся на одном уровне, непосредственно связаны друг с другом, имеют удобные вертикальные коммуникации с конкорсом отправления, прибытия, санитарными узлами и камерами хранения. К услугам пассажиров - кафе, буфеты, залы повышенной и улучшенной комфортности, игровые автоматы.
   Комнаты отдыха представлены анфиладами помещений в двух этажах со всем необходимым набором служб по приему и устройству пассажиров. Зал ожидания рассчитан на единовременное пребывание двух тысяч пассажиров, воинский зал на 100 мест. Здание вокзала рассчитано на единовременное обслуживание 10 000 пассажиров.
   Неожиданным для пассажиров оказался эффект огромного пространства внутри вокзала, что является признаком характерным для традиционной русской архитектуры. Здание вокзала сформировано в виде протяженного невысокого объема с акцентированной центральной входной частью, решенной более крупным объемом, ритмом из 3-х арок входной лоджии и центральным куполом. Объемно-пространственное решение нового вокзала увязано с существовавшим зданием вокзала, который реконструирован и представляет единый вокзальный комплекс, объем которого увеличился в 6 раз. Главный фасад сооружения пронизывают четыре сквозных прохода к платформам, через которые пространство привокзальной площади вливается в интерьеры здания и соединяет город и площадь с железнодорожными путями.
   По замыслу архитекторов в новом вокзальном комплексе сочетаются три исторических отрезка времени. Период конца XIX - начала XX века взят за основу в облике всего сооружения. Суровые военные годы читаются в контурах наземного вестибюля станции метро «ПАВЕЛЕЦКАЯ - радиальная», полностью встроенного в новый вокзал. И, наконец, время сегодняшнее объединяет в единое целое эти фрагменты архитектуры разных лет на базе современных металлических конструкций, этажей, подвешенных над метро, современных отделочных материалов. Стены пассажирских помещений облицованы уральским мрамором «коэлга», лестницы, подпорные стены, цоколь, полы - гранитом «возрождение».