Am 1. Dezember 1872 nahm der Pariser Bahnhof seinen Betrieb auf. Die neuen Elbbrücken verbanden Hamburg mit dem damals noch zu Niedersachsen gehörenden Harburg. Die Trasse sollte später bis nach Paris führen, über das niederländische Venlo. So entstand der zweite Name Venloer Bahnhof.

1892 war klar, dass das transnationale Großprojekt Paris–Hamburg–St.Petersburg nicht zustande kam. Fortan firmierte der Sackbahnhof als Hannoverscher oder Hannöverscher Bahnhof. Hier werden Auswanderer sowie Rückwanderer aus den USA abgefertigt, auch Juden aus Osteuropa.

1906 bekam der Hannoversche Bahnhof Konkurrenz: Der Hauptbahnhof ging in Betrieb und übernahm 1907 den Personenverkehr, der südöstliche Nachbar wurde zum Güterbahnhof für Gepäck und Eilgut.

Im Ersten Weltkrieg werden über den Bahnhof Truppen und Verwundete transportiert. 1932 werden baufällige Gebäudeteile abgerissen, der Bahnhof blieb aber als Hauptgüterbahnhof erhalten. Seine Lage zwischen den Deichtorhallen (damals Markthallen) und den Fruchtschuppen machte ihn zum Umschlagort von Obst und Gemüse.

Von 1940 bis 1945 wurde die Anlage zum zentralen Deportationsbahnhof Hamburgs. Im Fruchtschuppen C an der Baakenbrücke wurden Hunderte Sinti und Roma vor den Transporten in die Vernichtungslager Belzec und Auschwitz für einige Tage interniert. Die Sammlungsorte für Juden lagen dagegen mitten in der Stadt.

Nach dem Zweiten Weltkrieg ist der Bahnhof schwer beschädigt. 1955 lässt die Bundesbahn das Hauptportal sprengen, 1981 wurden die Gebäudeflügel abgerissen. Die Gleisanlagen blieben teilweise, wurden von Speditionen genutzt.

Im Februar 2005 begann die Kulturbehörde, den Lohseplatz zum Gedenkort herzurichten, stellte Informationstafeln auf.