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1914年第一次世界大战爆发后，日本趁德国无暇顾及远东，便占领了胶济铁路。1919年，[[巴黎和会]]擅自决定由日本继承德国在山东的势力范围。1923年中国政府收回了胶济铁路主权。这里遂成为两大铁路干线统一使用的大型车站。

1937年底，侵华日军占领济南，为了配合自己的分区管理，将原来的两座车站进行改造和扩建，于1938年将胶济铁路济南站并入津浦铁路济南站，所以，原来的津浦铁路济南站，自此就成为人们心目中的济南老火车站了。

这座造型别致的火车站刚一建成，便受到了国内外建筑家和百姓们的广泛赞誉，成为远东地区最为著名的火车站。二战后，德国人编制的旅行手册上就建议，“到远东最值得看的第一站”就是济南火车站。它还成为当时北京清华大学、上海同济大学建筑学教科书上的范例。电影《大浪淘沙》也拍摄于此。