Dworzec kolejowy PKP Warszawa Śródmieście (al. Jerozolimskie #50) znajduje się w większości pod ziemią, a część naziemną tworzą dwa pawilony wejściowe wykonane z granitu [5]. Pawilony mają wysokość 9 metrów [19]. Powstały podczas budowy Pałacu Kultury i Nauki w 1952 roku. W każdym z nich znajdują się dwie klatki schodowe, więc z każdego pawilonu można dostać się na oba perony zewnętrzne [9]. Na dworcu obsługiwane są wyłącznie pociągi podmiejskie i Szybkiej Kolei Miejskiej [20].
Projekt architektoniczny dworca w stylu socrealizmu wykonali Arseniusz Romanowicz i Piotr Szymaniak. Przykrycie dworca zaprojektowano w Katedrze Mostów Politechniki Warszawskiej pod kierownictwem Z. Wasiutyńskiego i Kajfasza [9]. Wnętrza zaprojektowali Jerzy Sołtan i Zbigniew Ihnatowicz [7]. Elewacje zostały zaprojektowane przez Wojciecha Fangora [7], a mozaiki wykonane przez Stanisława Kucharskiego i Jolantę Bieguszewską [3]. W zespole projektowym byli ponadto Lech Tomaszewski (konstrukcje), Wiktor Gessler (kierownik pracowni), Adolf Szczepiński (nadzór realizacyjny), Bogusław Smyrski (informacja wizualna), Viola Damięcka, Jerzy Brejowski (projekt głośnika), Julian Hulnicki, Roman Terlikowski (projekt kabin telefonicznych). Projekt został wykonany na zlecenie Biura Projektów Budownictwa Kolejowego w latach 1960-1962, a zrealizowany w 1963 roku. Dworzec otrzymał nagrodę I stopnia Ministerstwa Budownictwa i Przemysłu Materiałów Budowlanych w 1964 roku [9].
W części podziemnej znajdują się trzy perony. Początkowo zewnętrzne służyły dla odjeżdżających, a środkowy dla przyjeżdżających (drzwi pociągów najpierw otwierały się na peron środkowy, a potem na odpowiedni peron skrajny). Każdy peron ma dwa wyjścia, istnieją też dwa przejścia podziemne. Jedno łączy wszystkie perony Śródmieścia i prowadzi do Dworca Centralnego [5]. Drugie to tunel, który miał łączyć się ze stacją metra Centrum (jeszcze wtedy nieistniejącą). Zaczynał się mniej więcej w połowie schodów wyjściowych ze Śródmieścia, gdzie teraz jest kiosk [4]. Nie został nigdy otworzony i nadal, aby przedostać się z między PKP Śródmieście i Metrem Centrum, należy wyjść na powierzchnię, a następnie ponownie zejść pod ziemię.
Główna hala ma długość około 200 metrów. Sklepienie podtrzymywane jest słupami ustawionymi w czwórki. Po obu stronach hali znajdują się pomieszczenia pomocnicze [9]. Oprócz oddzielnych kas dla każdego peronu, zaprojektowano cztery kioski, poczekalnie, zespoły sanitarne oraz pomieszczenia służbowe i techniczne.
Dworzec posiada izolowany i odwodniony strop przykryty warstwą ziemi, który umożliwia wegetację roślin na powierzchni [5]. Wewnątrz dworca zdecydowano się na oświetlenie za pomocą rur jarzeniowych, najsilniej w hali peronowej oraz przy wyjściach, aby zapobiec oślepieniu. Oświetlenie w poczekalniach (pionowe szczeliny oświetlające) skierowano na kolorowe mozaiki ceramiczne. Część środkowa została doświetlona żarówkami. Oświetlenie zostało osłonięte podwieszonym rusztem, składającym się z płaskich elementów aluminiowych, który miał za zadanie równomiernie rozłożyć światło. Aby wyciszyć dworzec, szyny położone zostały na jednej, ciągłej płycie żelbetowej, na wysokości kół pociągu, a pod peronami umieszczone zostały skrzynie [9] z granulatem, aby chłonęły dźwięk [3]. Słupy podtrzymujące sklepienie przykrywają materiały dźwiękochłonne tj. jutę i styropian. Napisy umieszczone zostały na tablicach i w gablotach świetlnych, a informacja wizualna polegała na użyciu koloru czerwonego przy informacji o pociągach w kierunku wschodnim i koloru niebieskiego przy informacji o pociągach w kierunku zachodnim. Na dworcu wprowadzono hierarchię skomplikowania form oglądanych w ruchu w zależności od odległości, która dzieli je od oka podróżnego będącego w wagonie pociągu. Jerzy Sołtan pisał, że to rozwiązanie było pierwszą na świecie próbą opanowania doznań wizualnych ludzi znajdujących się w szybkim ruchu. Najbliższe słupy hali peronowej były całkowicie gładkie, podobnie jak i pokryte kamieniem filary. Dopiero w głębi na ścianach pojawia się detal, jakim są szczeliny świetlne, wypełnione kolorową mozaiką. Szczeliny mają dwie szerokości, co miało sprawiać wrażenie nakładania się stroboskopowo klatek świetlnych [10]. Na rynku krajowym brakowało odpowiednich barwników do mozaik, więc sprowadzono je z zagranicy [18]. Miejsce przeznaczone na bryłę pociągu podkreślono przez obramowania torowisk poniżej płyty peronowej [10].