Der Hauptbahnhof in Bielefeld ist der zentrale Eisenbahn Verkehrsknotenpunkt in Ostwestfalen Lippe. Der Bahnhof wurde im Zuge der Eröffnung der Köln-Mindener Eisenbahn 1847 eröffnet. Das heutige Empfangsgebäude im Jugendstil wurde 1910 erbaut. Im Jahre 2006 war seine Vollsanierung fertig gestellt, so ist das große Empfangsgebäude mit Geschäften, einem Schnellrestaurant und Kiosken direkt über den Gleiszugang mit dem neuen Bahnhofsviertel verbunden.

Am Bahnhofsvorplatz haben Reisende alle Möglichkeiten für die Weiterreise. Das Mövenpick Hotel befindet sich vis-a-vis zum Empfangsgebäude, neben dem Bahnhof können Reisende mit dem Fahrrad das Fahrradparkhaus nutzen. Anbindung an die Stadtbahn und Buslinien sind ebenfalls gegeben. Die Einkaufsstraßen der Bielefelder Alt- und Neustadt sind in wenigen Minuten zu Fuß erreichbar.

Auf dem Bahnhofsvorplatz wurde zu seiner Sanierung ein Mahnmal im Gedenken an den Holocaust errichtet. Trauriger Teil der Geschichte, der Hauptbahnhof Bielefeld war zur Zeit des Nationalsozialismus wichtiger Umschlagbahnhof für die Deportation in die östlichen Gebiete des Nazi Reichs.

Fernverkehr
• ICE Linie 10: Berlin Ostbahnhof – Hannover – Hamm – Düsseldorf – Flughafen Köln/Bonn bzw. Hamm – Wuppertal – Köln (– Bonn) (Stundentakt, Züge werden in Hamm geflügelt)
• IC Linie 32: Köln – Duisburg – Dortmund – Hannover – Berlin (Zweistundentakt an Fr, So)
• IC Linie 55: Köln – Wuppertal – Magdeburg – Leipzig (Zweistundentakt)

Nahverkehr
Im Stundentakt verkehren (am Wochenende teilweise im Zweistundentakt):
• RE 6 Westfalen-Express Düsseldorf – Duisburg – Essen – Dortmund – Hamm – Bielefeld – Minden
• RB 61 Wiehengebirgsbahn nach Bad Bentheim über Herford – Osnabrück – Rheine
• RB 67 Der Warendorfer nach Münster (Westf) über Gütersloh – Warendorf
• RB 69 Ems-Börde-Bahn nach Münster (Westf) über Hamm
• RB 71/73 Ravensberger Bahn/Der Lipperländer Rahden – Bünde – Herford – Bielefeld – Lage – Lemgo
• RB 74 Senne-Bahn nach Paderborn über Sennestadt
• RB 75 Haller Willem nach Osnabrück über Halle (Westf) (bis Halle teilweise halbstündlich)
• RE 82 Der Leineweber nach Detmold (– Altenbeken) über Lage
im Zweistundentakt verkehren:
• RE 70 Weser-Leine-Express nach Braunschweig über Minden – Hannover
• RE 78 Porta-Express nach Nienburg über Herford – Löhne – Minden (montags bis freitags).
Durchgeführt wird der Schienenpersonennahverkehr von der DB Regio NRW, der NordWestBahn, der Westfalenbahn und der Eurobahn.
In allen Regionalzügen, Stadtbahnen und Bussen (ausgenommen Nachtbusse zwischen 1:00 und 5:00 Uhr) gilt der Sechser-Tarif (Verkehrsverbund OstWestfalenLippe) und tarifraumüberschreitend der NRW-Tarif. Das Niedersachsen-Ticket kann mit einer Zuzahlung ab/bis Löhne bzw. Kirchlengern benutzt werden.

Verkehrsanbindung
Der U-Bahnhof wird von allen Linien der Stadtbahn bedient:
Linie 1 Schildesche – Hauptbahnhof – Jahnplatz – Bethel – Brackwede – Senne
Linie 2 Milse – Baumheide – Hauptbahnhof – Jahnplatz – Sieker
Linie 3 Babenhausen-Süd – Hauptbahnhof – Jahnplatz – Sieker Mitte – Stieghorst Zentrum
Linie 4 Lohmannshof – Universität – Hauptbahnhof – Jahnplatz – Rathaus
Der zentrale Umsteigepunkt zu den Stadtbuslinien befindet sich am Jahnplatz (eine Haltestelle entfernt). Die Tageslinien nehmen an Sonnabenden erst um ca. 6:30 Uhr, an Sonn- und Feiertagen zwischen 8:30 und 9:00 Uhr den Betrieb auf. Ab 5:00 verkehren dann Nachtbusse auf einem besonderen Frühverkehrsnetz. Der Bahnhofsvorplatz wird von den Nachtlinien nicht bedient. Die Linie N 3 fährt den Europaplatz auf der Bahnhofsrückseite (neues Bahnhofsviertel) an, weitere Nachtlinien haben Haltestellen in der Feilenstraße Ecke Bahnhofstraße bzw. in der Herforder Straße Ecke Nahariyastraße. Vom zentralen Nachtbustreff am Jahnplatz kann der Bahnhof schneller zu Fuß erreicht werden, da die Fahrzeit der Busse erheblich länger ist als die der Stadtbahn und die Umsteigezeiten am Treffpunkt bis zu 8 Minuten betragen.
Regionalbusse fahren ab Bahnhofsvorplatz u. a. nach Bad Salzuflen, Leopoldshöhe, Borgholzhausen, Gütersloh und Steinhagen.

Park and Ride, Bike and Ride
Ein so genanntes Park and Ride gibt es beim neuem “Bahnhofsviertel” im Parkhaus. Die Fahrradstation (auch Bike and Ride genannt) ist direkt neben dem Bahnhofsgebäude.