Im November 2001 erfolgt der Spatenstich für den neuen Bahnhof. Noch vor Weihnachten dieses Jahres sind die Abbruch- und Aushubunternehmen mit Hochdruck am Werk, darauf folgt der Rohbau, in dem 7300 m³ Beton und 820 Tonnen Baustahl stecken. Nicht üblicher Beton, sondern rot eingefärbter, selbst verdichtender Beton. Er wird – ohne Verkleidung, ohne Malerei, Kacheln oder Schmuckplatten – die Innen- und Außenansicht des Bahngebäudes prägen, das mit seinen großen, quer liegenden Öffnungen filigran wirkt. 2002 feiert man die erste Dachgleiche, 2003 die Dachgleiche im Südtrakt. 2001-2003 befasst sich eine Gruppe von Spezialisten des ATC (Advanced Conservation Team) unter Mag. Peter Berzobohaty damit, die beiden denkmalgeschützten Max Weiler-Gemälde aus den Mauern des alten Bahnhofes abzutragen. Die 8 x 12 und 6 x 10 Meter großen Bilder werden in jeweils einem Stück mit wenigen Zentimetern Mauerwerk abgenommen und von vorne durch Platten und Stahlrahmen gesichert. Sie lagern am Bahnhofsgelände. Später werden sie montiert. Die Wiener Zeitung beschreibt am 18.3.2003 die Montage des ersten Weiler-Frieses: „Das 110 m² große Gemälde schwebte kurzfristig über den Dächern Innsbrucks. Etwa 20 Personen haben das Bild im Laufe des Vormittags mittels dreier Kräne – der Stärkste hatte eine Hebekraft von 160 t – in die im Bau befindliche Bahnhofshalle gehoben und auf eine Schiene und letztendlich an die Wand montiert.“ Bereits am 19. Mai 2004, nach drei Jahren Bauzeit, feiert Innsbruck die Eröffnung des neuen BahnhofCenters. Auch das Areal vor dem neuen Hauptbahnhof, der Südtiroler Platz, wird nach modernsten verkehrstechnischen Erkenntnissen neu gestaltet – und gefärbt. Der Asphalt ist in ähnlichem Rot wie der Sichtbeton der Bahnhofswände, die Innsbrucker sprechen vom „Roten Platz“, der ab Dezember 2007 auch Drehscheibe der S-Bahn Tirol ist.
Die einmalige Chance, einen Bahnhof völlig neu zu errichten, nützt Innsbruck zum Wohl der Kunden. Die Hauptmerkmale des neuen Bahnhofes sind Transparenz, Offenheit, Übersichtlichkeit und kurze Wege von der Bahnhofshalle zu den Bahnsteigen. Das gesamte Bahnhofsgebäude wird als Betongitterstruktur errichtet. Die Öffnungen werden beidseitig verglast, womit die Transparenz „Schiene-Straße“ erreicht wird. Das Gebäude ist 180 m lang, 18 m breit und 12,5 m hoch. Die eigentliche Bahnhofshalle misst innen 104 m mal 11 m. Durch das Tieferlegen des Niveaus um 4,5 m ergibt sich eine Raumhöhe von 15,5 m.
