Die schon ab 1857 bestehende Königliche Ostbahn wurde 1867 nach Berlin herangeführt und am Küstriner Platz (heute Franz-Mehring-Platz) eröffnet, sie befuhr die Strecke Berlin–Küstrin–Königsberg. Der Kopfbahnhof der Ostbahn erhielt den Namen Ostbahnhof (nicht identisch mit dem heutigen Ostbahnhof). Die Halle wurde nach Plänen von Adolf Lohse (1807–1867), nach dessen Tod von Hermann Cuno (1831–1896) errichtet. Das prachtvolle Gebäude mit einer Halle von 188 m x 38 m besaß Zu- und Abgangsräume für die Reisenden an den Längsseiten des Bahnhofs. Mit dem Bau der Berliner Stadtbahn 1875–1882 wurde der Personenverkehr der Ostbahn und der Frankfurter Bahn neu geregelt. Während des Umbaus des Frankfurter Bahnhofs endete am ehemaligen Ostbahnhof der Personenverkehr, danach am Frankfurter Bahnhof (ab 15.10.1881 Schlesischer Bahnhof). Die Halle wurde schon 1882 geschlossen und diente lange Zeit als Lagerhalle bzw. dem Roten Kreuz. Die Anlagen der Ostbahn in Berlin wurden nur noch für den Güterverkehr genutzt. Nach Jahren des Leerstandes erfolgte 1928/29 der Umbau des Gebäudes am Küstriner Platz zum Volksvarieté Plaza. Während des Krieges wurde das Gebäude zerstört und die Ruine später abgerissen.