Im 2. Weltkrieg wurde der Bahnhof schwer beschädigt. Als Verkehrsknotenpunkt stellte er ein Ziel für die amerikanischen und britischen Bomberflotten da. Nach jedem Angriff wurde versucht den Zugverkehr wieder zu ermöglichen - bis am 25.2.1945 ein Angriff zu 112 Einschlägen im Bereich des Bahnhofes führte und den Zugverkehr völlig unmöglich machte. Nach dem Einmarsch der Alliierten wurden die Schalterhalle und die beiden flankierenden Pavillons vereinfacht wiedererrichtet. Nach und nach wurden beschädigte Elemente des Bahnhofes abgerissen - Bürkleins Erweiterungen von 1860 wurden gesprengt, die Dächer de Gleishalle wurden bis 1949 entfernt. Querhalle und die Außenwände der Gleishalle waren zum Teil noch erhalten. Das Erdgeschoss dieser Mauern wurde erhalten, das Obergeschoss wurde in vereinfachter Form wiederaufgebaut. 1950 wurde der Neubau des Starnberger Flügelbahnhofes und die Überdachung der östlichsten 40 Meter der Gleishalle fertig gestellt.
Bis zum Neubau, mit dem 1955 begonnen wurde, waren noch folgende Elemente des Vorkriegbahnhofes erhalten (zum Teil in vereinfachter Form ausgebessert):

• Teile der Schalterhalle
• Pavillons der Schalterhalle
• Querhalle
• Flügelbauten der Querhalle
• Außenwände und Pfeiler der Gleishalle

Der 1960 vollendete Neubau beinhaltete den Abriss der Reste der Gleishalle und der meisten Reste der Schalterhalle. Die Ostseite dominierte nun eine 174 Meter breiter und 21 Meter hoher Koloss aus Glas und Beton. Nichts mehr erinnerte an die warme, italienisch wirkende Fassade des Bürkleinbaus. Bis 1960 wurden auch die Reste der Gleishalle abgerissen und durch einen Neubau ersetzt. Diese bestand nur noch aus zwei Schiffen mit einem leicht geneigten Satteldach, die allerdings die doppelte Breite hatten (70 Metern). Die Länge der Halle wurde um 70 Metern auf 220 Meter vergrößert. In den 80er Jahren wurde die nur 20 Jahre alte Schalterhalle umgebaut. Der Neubau war aus Glas und Stahl und sollte – wie auch Bürkleins Halle – an eine Kathedrale erinnern. Bei den Bauarbeiten wurden auch zwei Bögen des Bürkleinbaus wieder freigelegt - diese waren in der Nachkriegszeit vermauert worden.