9000 Taler kostete es die Stadt Dortmund, die Köln-Mindener Eisenbahngesellschaft zu bewegen, die ursprünglich geplante direkte Trassenführung von Mengede über Lünen nach Hamm aufzugeben und die Strecke in die Nähe des Stadtzentrums zu verlegen. Ohne große Feierlichkeiten – wegen der schlechten wirtschaftlichen Lage - wurde am 15.5.1847 der Dortmunder Bahnhof offiziell eröffnet. Um Platz für die Gleisanlagen der Köln-Mindener und ein Jahr später auch für diejenigen der Bergisch-Märkischen Eisenbahn zu schaffen, mussten Teile der alten Stadtmauer abgebrochen werden. Dortmund schaffte es, innerhalb von nur zwei Jahren zu einem bedeutenden Eisenbahnknotenpunkt mit ca. 1200 Beschäftigten heranzuwachsen, und war 1850 einer der größten Bahnhöfe des Ruhrgebietes. Bis zur Verstaatlichung der Eisenbahngesellschaften in den 1880er Jahren wurde Dortmund an 15 Strecken angebunden, die nicht nur von den beiden genannten Eisenbahngesellschaften, sondern auch von der Rheinischen, der Westfälischen und der Dortmund-Gronau-Enscheder Gesellschaft gebaut und betrieben wurde. Bis 1912 erweiterte die Preußische Staatsbahn dieses Angebot um weitere acht Verbindungen. Seitdem kamen nur noch die Anbindung von Westfalenhalle und Tierpark sowie die S-Bahn-Strecken nach Langendreer und Mengede hinzu.

Für die Reisenden war es allerdings lästig, dass die Züge von drei unterschiedlichen Bahnhöfen (Dortmund Mitte, Ost und Süd) abfuhren. Das änderte sich 1910, als ein neuer Hauptbahnhof eingeweiht und durch den Bau einer Verbindung nach Eving der Bahnhof Dortmund Ost für den Personenverkehr aufgegeben werden konnte.

Die Eisenbahngesellschaften hatten nicht nur eigene Bahnhöfe sondern unterhielten selbstverständlich auch eigene Betriebswerke, die den Bahnhöfen angegliedert waren. Nach der Verstaatlichung der Eisenbahnen wurden die Werkstattanlagen des Bahnhofs Dortmund Süd zum Betriebswerk Dortmund Süd zusammengefasst, aus den Werkstätten der Köln-Mindener- und der Bergisch-Märkischen Eisenbahn ging nach der Verstaatlichung das Betriebswerk Dortmund Hbf hervor. Wegen des gestiegenen Verkehrsaufkommens wurde 1936 die Aufgabe dieses Betriebswerks zugunsten einer kompletten Neuanlage in Körne nördlich des gerade eröffneten neuen Abstellbahnhofs beschlossen. Die Baumaßnahmen auf dem "Spähenfelde" umfassten Lokbehandlungsanlagen, eine Lokhalle mit anschließendem Verwaltungstrakt, Kesselhaus für Heizung und Warmwasserversorgung. Weithin sichtbares Wahrzeichen des Bw's ist das Hochhaus mit Übernachtungsräumen und Dienstwohnungen sowie einem im oberen Teil integrierten, 1000m³ fassenden, Wasserbehälter. Mitten im Zweiten Weltkrieg nahm 1943 das Betriebswerk Dortmund Bbf ("Spähenfelde") seine Arbeit auf. Zwar wurden die Anlagen im Krieg durch Bomben beschädigt, doch konnten sie in relativ kurzer Zeit wieder instand gesetzt werden. Nach der Elektrifizierung der Strecke Düsseldorf–Hamm im Jahre 1957 wurden von hier die ersten elektrischen Triebwagen ET 30 eingesetzt, später stellten die Elloks der Baureihen 110, 140 und 143 den größten Anteil der hier beheimateten Lokomotiven. Seit 1982 erfolgten hier Einsatz und Wartung aller Lokomotiven im Dortmunder Raum. Mittlerweile sind das ehemalige Bw und das Bww Standorte der DB Regionalbahn Rhein-Ruhr GmbH sowie der DB Fernverkehr AG. Neben den Elektroloks und Dieseltriebwagen des Regionalverkehrs und den Reisezugwagen des Fernverkehrs werden seit Ende 2002 in einer neu errichteten, 250 m langen Halle auch die ICE3-Hochgeschwindigkeitszüge gewartet.