Les façades sont parementées de pierre de Gobertange (pierre blanche calcaire, extraite près de Jodoigne) et de pierre de Reffroy (extraite en France), sur un soubassement et sous couronnement en Petit Granit, la célèbre Pierre Bleue de Belgique, extraite près de Soignies.
Aux étages, neuf hautes verrières symbolisent les provinces belges (elles n’étaient que neuf à l’époque).

Sur la façade extérieure, de part et d’autre de l’entrée principale située à l’angle du Carrefour de l’Europe et de la Putterie, on découvre deux reliefs de Charles Leplae datant de 1954. Ils représentent les anciens quartiers de la Putterie, démolis lors des travaux de la Jonction.

Près de l’accès du côté Cantersteen, on trouve un autre relief, signé par Elisabeth Barmarin (Le jeu de quilles).

Le revêtement des murs est fait en travertin, le tout souligné par des plinthes en marbre bleu belge.
Le sol est dallé de pierres de Larrys (ou pierre de Mirabeau), ponctuées de motifs en laiton incrusté dans la pierre représentant les emblèmes des villes de Bruxelles, Liège et Anvers.

Les guichets et leurs abords, ainsi que les grands escaliers qui descendent vers les niveaux inférieurs, sont en gneiss du Tessin. Au niveau de l’entresol, l’encadrement de porte du Salon royal est recouvert de granite du Labrador, comme à l‘extérieur, sur le Cantersteen.

Le problème de l’éclairage artificiel sera de première importance lors de la construction de la gare. En effet, elle est souterraine et le voyageur qui entre ou sort de la gare passe de la lumière naturelle extérieure à celle des niveaux inférieurs, éclairés artificiellement. Brunfaut estimait qu’il était indispensable que la transition soit graduée, et que l’éclairage des escaliers, dégagements, et des 300 mètres de quais assure une sécurité absolue par une lumière diffuse se rapprochant de celle du jour. À l’intérieur de la gare, des dalles de verre inondent la salle des guichets de lumière naturelle zénithale.

Des plaques commémoratives offertes par l’Office National de la Jonction Nord-Midi (ONJ) en hommage d’une part à Fernand Brunfaut et Eugène François, président et membre du comité permanent, et d’autre part à l’honneur de Victor Horta et Maxime Brunfaut ont été réalisées par Dof Ledel et se trouvent à l’une des entrées de la gare.

Dans la salle des guichets, à gauche de l’entrée, se trouve également une plaque offerte par l’ONJ et dédiée cette fois-ci à trois de ses membres. Elle est l’œuvre d’Adolphe Wansart. Une figure féminine à demi-étendue, tient dans sa main une représentation de Saint-Michel en armure terrassant le démon. Elle est surmontée des profils en médaillon des trois administrateurs.

Toujours dans la salle des guichets, au-dessus de l’escalier principal d’accès aux quais se dresse le monument dénommé La Libération dédié aux cheminots morts pendant les guerres mondiales. Il est composé d’une sculpture en ronde-bosse, le “Machiniste”, tenant un fusil d’une main et de l’autre une clé anglaise, et de deux reliefs, relatant des épisodes des deux conflits. L’oeuvre est de Fernand Debonnaires.

Au-dessus de l’entrée côté carrefour de l’Europe, une gigantesque fresque évoque l’archange Saint-Michel et quelques villes belges. Elle a été réalisée par Joseph Hayez.

Dans la galerie Horta, le passage créé par Victor Horta qui relie la gare à la ville, on retrouve deux magnifiques anciens escalators des ateliers Jaspar, en bois de palissandre, dont la restauration a été imposée par le service de monuments de Bruxelles.

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