Hintergrund für die grundlegende Umgestaltung und Neuorganisation des Bahnhofes war die Einführung des „Chemnitzer Modells“, d.h. die Verknüpfung des regionalen Eisenbahnnetzes der Deutschen Bahn mit dem städtischen Straßenbahnnetz, um die Regionen im Umland besser an die Stadt anzubinden. Dank einer neuen Weichenanlage können die Straßenbahnen nun direkt im Hauptbahnhof auf das DB-Netz wechseln. Durch Rückbau des quer zu den Bahnsteigen stehenden Gebäudeteils und Absenken das Gleisniveaus der ersten vier Gleise kann der öffentliche Tram-Verkehr direkt in die Bahnhofshalle einfahren, die sich nun großzügig zur Stadt hin öffnet. Die bislang vom Stadtraum abgekoppelte Halle wurde so neu in den städtischen Kontext eingebunden.
Das neue „Gesicht“ des Gebäudes wird durch mattierte pneumatische ETFE-Membran-Kissenelemente in unterschiedlichen Größen geprägt, die abwechselnd versetzt auf der ertüchtigten und erweiterten Stahlkonstruktion angebracht sind.
Die innere Fassade der Halle wird mit textilbespannten Metallrahmen ausgebildet, die analog zur Außenfassade ebenfalls versetzt angeordnet sind. Als Kontrast dazu bildet die Fassadenunterseite mit rautenförmigen schwarz polierten Edelstahlblechen eine kleinteilige Textur, in der sich die darunter liegende lebendige Verkehrsfläche vielfältig spiegelt.
Die zur Stadt weithin sichtbare Eckfassade wird mit schwarmartigen bewegten Lichtmustern künstlerisch bespielt. Die Illuminierung verleiht dem neu gestalteten öffentlichen Platz eine besondere Qualität und unterstreicht seine zentrale Position als Verknüpfungspunkt des öffentlichen Nah- und Fernverkehrs.