Sementara sisi utara bangunan dimiliki oleh Staatsspoorwegen dengan lebar rel 1.067 mm. Jalur ini melayani jurusan ke arah barat meliputi Bandung dan Batavia melalui Cilacap. Serta jalur Magelang - Secang - dan Parakan ( jalur ini sekarang sudah tidak aktif )
Pada tahun 1929, SS juga membangun jalur sisi selatan  dengan lebar rel 1067 mm untuk jalur ke arah timur  menuju Surabaya melalui Surakarta.
Stasiun Tugu pada awalnya dibangun dengan gaya Indische Emperial yang ditandai dengan denah berbentuk simetris.
Selanjutnya, pada tahun 1925 dilakukan renovasi pertama dengan penambahan 8 tiang persegi di tengah bangunan.
Dua tahun berikutnya dilakukan renovasi lagi pada sisi depan stasiun dengan menambahkan gaya Art Deco yang ditandai dengan bentuk bangunan yang geometris dan garis vertikal serta pembuatan lubang-lubang roster sebagai lubang angin. Perubahan ini semakin memberi kesan modern dan mewah pada bangunannya.
Pada awalnya, stasiun Tugu hanya diperuntukkan sebagai tempat persinggahan untuk membawa hasil bumi dari berbagai daerah di seputaran Yogyakarta dan Jawa Tengah. Penggunaan kereta api dianggap lebih cepat dan efisien dari pada sarana transportasi lainnya.
Selain itu, Pemerintah Hindia Belanda ternyata juga punya maksud lain yakni untuk mempermudah pergerakan tentara kolonial Belanda bila terjadi pemberontakan.
Seperti diketahui, pada masa itu sedang gencar-gencarnya perlawanan terhadap Pemerintah Kolonial Belanda yang ingin menjajah Indonesia. Salah satunya adalah perang Diponegoro yang berlangsung pada 1825 - 1830. Pada waktu itu Belanda mendatangkan banyak pasukan dari Semarang dan Ambarawa untuk memadamkan pemberontakan yang terjadi di Yogyakarta ini.
Stasiun Tugu selanjutnya mulai difungsikan sebagai stasiun kereta penumpang pada tahun 1905 dan terus digunakan hingga sekarang. Termasuk dengan menjadi tempat persinggahan para pembesar Belanda dan juga para pejuang di masa perang kemerdekaan.
Sejarah terus berganti. Stasiun Tugu selanjutnya dikuasai Jepang selama pendudukan antara tahun 1942 -1945.
Keberhasilan Angkatan Muda Kereta Api mengambil alih stasiun ini pada 28 September 1945 menjadi catatan penting dimana stasiun yang kaya nilai historis ini sepenuhnya dimiliki bangsa sendiri. Dan sejak itu, stasiun Tugu resmi berada dibawah Djawatan Kereta Api Repoeblik Indonesia (DKARI).
