Jak widać na planie stacji z 1876 roku: „magazyny nie przylegały bezpośrednio do domu ekspedycji. Łącznie te trzy, wolnostojące obiekty tworzyły kompleks w kształcie litery „U” z ramionami odsuniętymi od podstawy. Obydwa budynki miały takie same wymiary i konstrukcję. Długość każdego wynosiła ok. 143 m, a szerokość ok. 12 m. Każdy był na planie wydłużonego prostokąta, murowany z cegły, parterowy, o skromnym detalu architektonicznym. Aby zapewnić sprawny obieg wagonów pomiędzy budynkami magazynów zainstalowano przesuwnicę pozwalającą na przestawianie opróżnionych wagonów spod magazynu towarów przychodzących pod magazyn towarów odchodzących.

"Magazyn posiadał prostokątne, podwójne okna. Elewacje są symetryczne i wieloosiowe. Magazyn kryty jest dachem dwuspadowym z nadwieszeniem nad rampą do dystrybucji towarów. Pokrycie dachu stanowiła wówczas najczęściej papa – znana i używana od połowy XIX wieku, zwana tekturą smołowcową. Magazyny podzielone były na trzy części murowanymi ścianami z wmontowanymi w nie suwanymi bramami. Miało to zabezpieczać przed rozprzestrzenianiem się pożaru. W obu końcach budynku znajdowały się biura wagonowych. Na osi magazynu północnego, od zachodu zaprojektowano dom na planie kwadratu mieszczący ubikacje” (E. Leszczyńska, "Zabudowa Stacji Towarowej Kolei Warszawsko-Wiedeńskiej oraz Tymczasowy Dworzec Główny - rys historyczny", Warszawa, str. 2).

Budynek ten jest dziś otynkowany i wyremontowany. W latach 1900 – 1903 został dobudowany wzdłuż jego osi, drugi magazyn o tych samych wymiarach i konstrukcji. Na planie stacji z 1903 roku widoczna jest nieznaczna przerwa między nimi. Wówczas nie stykały się jeszcze ze sobą, lecz były oddzielnymi magazynami. Dziś tworzą jeden, połączony ciąg budynków. W pierwszym, znajduje się mniejsza sala wystawowa Muzeum Kolejnictwa, biura, Sala Lustrzana (w latach 50-tych i 60-tych restauracja dworcowa) oraz warsztaty. W drugim natomiast, młodszym budynku pomagazynowym z 1903 r. mieści się kotłownia Muzeum oraz pomieszczenia należące do PKP.

Budynek magazynowy od strony południowej służył w latach powojennych jako poczekalnia dworcowa, a w 1999 roku został rozebrany. Podobne magazyny towarowe murowane z czerwonej cegły i kryte drewnianymi dachami można było spotkać również m.in. na stacjach w Żyrardowie, Skierniewicach i Częstochowie.