Położenie w centrum miasta było wygodne dla osób dojeżdżających do pracy. Dworzec powstał według projektu trzech architektów: Lucien Magne , Émile Bénard i Victor Laloux . Zaprojektowany przez nich budynek posiadał eklektyczną fasadę łączącą różne style architektoniczne, szklany dach i dwa zegary, które zachowały się do dziś - jeden znajduje się w głównym holu, a drugi w kawiarni Café des Hauteurs.
Hala o długości 135 metrów i szerokości 40 metrów została przykryta konstrukcją ze szklanym, kolebkowym dachem. Wewnątrz mieściło się 16 peronów, restauracja , sala bankietowa i luksusowy hotel z 370 pokojami.
Projekt został uznany za anachronizm. Pociągi w tamtych czasach uważane były za nowoczesną innowację, dlatego oczekiwano, że nowy dworzec będzie ucieleśnieniem nowoczesności. Tymczasem Gare d'Orsay przedstawiał elewację, która w swym stylu czerpała z przeszłości, ukrywając w swym wnętrzu najnowocześniejszą technologię.








