Station aan het luchtspoor (1877-1993)

Het eerste station op deze plaats heette 'Rotterdam Beurs', genoemd naar het nabijgelegen beursgebouw De Beurs. Het station werd in 1877 geopend en was onderdeel van het Luchtspoor. Vanwege de verhoogde ligging van het spoor kreeg het stationsgebouw een verdieping meer dan toentertijd gebruikelijk, zodat de eerste verdieping op gelijke hoogte lag met het perron. Het station kreeg als eerste Nederlandse station een overkapping van smeedijzer in plaats van gietijzer.

Het stationsgebouw werd in 1940 verwoest bij het bombardement op Rotterdam, het viaduct met de overkapping bleef wel behouden. Omdat ook het beursgebouw De Beurs was verwoest en de handelaren in 1941 het nieuwgebouwde Beurs aan de Coolsingel betrokken, kreeg het station in 1945 de naam 'Rotterdam Blaak'. In 1952 werd besloten een nieuw ontvangstgebouw te plaatsen. Dit station van architect Sybold van Ravesteyn werd geopend in 1953 maar deed niet lang dienst, in 1972 werd het gesloopt voor de aanleg van de metrolijn. De overkapping bleef wel bestaan en werd uiteindelijk in 1993 gesloopt.

Ondergronds station (sinds 1982)

Op 6 mei 1982 werd het ondergrondse metrostation Blaak geopend aan de onder de naam Oost-Westlijn bekend staande metrolijn. Bij de aanleg van deze lijn was rekening gehouden met een toekomstig ondergronds spoorwegstation. Vanaf 2009 ligt het metrostation na het opheffen van de naam Calandlijn aan de metrolijnen A, B en C. Het metrostation heeft drie sporen (aan een eilandperron en een zijperron). De eerste jaren was er, op de plek waar nu de tramhalte is, een grote metrohal waar een NS-loket in ondergebracht was. Dit gebouw is rond 1990 weer afgebroken om de bouw van het huidige station mogelijk te maken.

Toen het Luchtspoor vervangen werd door de Willemsspoortunnel, werd het spoorwegstation Blaak vervangen door een ondergronds station. Het nieuwe station werd op 15 september 1993 door koningin Beatrix geopend. Het opvallende ontwerp is van architect Harry Reijnders.

De opgave van de architect was een station te ontwerpen dat ondanks de complexe lay-out voldoende oriëntatiepunten zou bieden aan de reizigers. Om daarin te voorzien bedacht hij een opvallende constructie boven de grond die op veel plaatsen van onder de grond zichtbaar en herkenbaar is. Het ziet eruit als een vliegende schotel met een diameter van 35 meter. Sommigen vinden het meer weg hebben van een verwelkte zonnebloem of een fluitketel. Rotterdammers zelf gebruiken soms de minder vleiende naam 'het putdeksel'.

Onder de grond bevinden zich op niveau -1 de sporen van de lijnen A, B en C van de Rotterdamse metro. Zowel ten noorden als ten zuiden van het metrostation bevindt zich een stationshal voor het spoorwegstation. Op niveau -2 direct onder de metro ligt de spoorlijn. De perrons van beide stations zijn rechtstreeks met elkaar verbonden via trappen en liften, waardoor een makkelijke overstap gerealiseerd wordt.

Bovengronds zijn haltes van tramlijnen 21 en 24 en de RET-buslijnen 32, 47 en BOB-bus B5.

Bij de bouwwerkzaamheden werden de fundering van een toren en de stadsmuur blootgelegd die deels zichtbaar is gemaakt in het station.