Am 1. Juni 1886 eröffnete die Eisenbahn- und Dampfschiffahrtsgesellschaft Deutsch-Nordischer-Lloyd die Bahnstrecke von Neustrelitz über Rostock nach Warnemünde. Jetzt begann auch der Postschiffverkehr zwischen Warnemünde und Gedser in Dänemark. Am Kopfbahnhof gebauten Empfangsgebäude endeten die Gleise in einer Drehscheibe. Der Bahnhof lag damals in der Nähe des heutigen Haltepunkts Warnemünde Werft. Am 1. Oktober 1903 begann dann der Trajektverkehr, der die Postschiffverbindung ablöste. Dafür war ein neuer Bahnhof gebaut worden, der bis heute weitgehend erhalten geblieben ist. Das Empfangsgebäude war im Heimatstil aus gelben Klinkern gebaut worden. Der alte Bahnhof wurde weiter als Güterbahnhof verwendet. Das alte Empfangsgebäude verwendete man als Wohngebäude, wurde aber wegen der Elektrifizierung der Strecke 1985 abgerissen. In Richtung Hafenbecken befanden sich der Lokomotivschuppen mit Drehscheibe und die Lokbehandlungsanlagen. Die Güteranlagen befand sich hinter dem Empfangsgebäude, wo sich noch heute die Gebäude der Güterabfertigung befinden. Das neue Zentralstellwerk entstand 1972. 1992 wurde das Bahnbetriebswerk abgerissen und auf einem Teil der Fläche die Abfertigungsanlagen für die Kreuzfahrschiffe errichtet. Den Trajektverkehr nach Gedser stellte man am 24. September 1995 ein.