Der Bahnhof wurde 1930 eröffnet. Hier endet die U5. Umsteigemöglichkeit zur S5, S7 und S75, sowie zum Regionalverkehr. Der Bahnhof liegt im Bezirk Mitte ist einer der wichtigsten Verkehrsknotenpunkte der Stadt mit zahlreichen Linien der S-Bahn, der U-Bahn, der Straßenbahn sowie mehreren Regionalbahnlinien. Gemessen an der Zahl der Fahrgäste war er Ende 2006 der am drittstärksten benutzte Regionalbahnhof in Berlin nach dem Bahnhof Friedrichstraße und dem Bahnhof Zoo. Der U-Bahnhof Alexanderplatz ist einer der größten U-Bahnhöfe der Berliner U-Bahn. Dort fahren die Linien U2, U5 und U8. Der Bahnhof ist H-förmig angelegt; die U2 fährt im östlichen Arm, die U8 im westlichen Arm und die U5 auf der tiefer gelegenen Querebene. Die Bahnsteige der U2 und U8 werden außerdem durch eine Ladenpassage über dem Bahnhof der U5 miteinander verbunden. Der von Alfred Grenander geplante Bahnsteig der heutigen Linie U2 wurde zwischen 1910 und 1913 erbaut und am 1. Juli 1913 eröffnet. Bereits damals wurde unter dem Bahnsteig ein Rohbaufragment für eine zukünftige Linie nach Friedrichshain errichtet. Diese wurde jedoch aufgrund des Ersten Weltkriegs nie gebaut. Wenige Jahre später wollte die AEG eine eigene U-Bahnlinie in Nord-Süd-Richtung erbauen (die heutige U8). Dafür wurde westlich des Viaduktes der Stadtbahn bereits ein Tunnel gegraben. Nachdem die AEG das Projekt aus finanziellen Gründen jedoch nicht fertigstellen konnte, wurde die angefangene Linie von der Stadt Berlin übernommen. Man entschloss sich jedoch, die neue Linie über den Alexanderplatz zu führen, um so einen Anschluss an die heutige U2 zu ermöglichen. Ab 1926 wurde dieser neue Bahnhof neben der Stadtbahn gebaut und am 18. April 1930 eröffnet. Bereits 1926/1927 begann man mit dem Bau einer neuen Strecke Richtung Osten, der heutigen Linie U5. Der viergleisige Bahnhof wurde quer zu den bereits bestehenden Bahnhöfen angelegt und verband diese so. Die äußeren Gleise sind für eine weitere Linie (Planungsname U10) nach Weißensee vorgesehen. Auch diese Linie ist bis heute nicht realisiert worden. Der Bahnhof der heutigen U5 wurde am 21. Dezember 1930 eröffnet. Der Bahnsteig der U5 liegt trotz seiner Tiefe nur 11,25 Meter unter der Oberfläche. Die Bahnhöfe der Linien U5 und U8 sowie die sie verbindende unterirdische Fußgängerebene, die Vorbild für viele ähnliche Anlagen in anderen Städten werden sollte, entstanden als einheitlich geplantes Bauwerk im Stil der Neuen Sachlichkeit. Architekt war wiederum Alfred Grenander, dessen Stil sich in den 17 Jahren seit Vollendung des U2-Bahnsteigs deutlich gewandelt hatte. Statt durch historisierende Details, wie die an ionische Säulenkapitelle erinnernden Stützenköpfe, wirken die späteren Bauteile des Schnellbahnknotens durch durchdachte Raumfolgen, Blickbeziehungen und die Klarheit der räumlichen Komposition. Während der Berliner Teilung (1961--1989) war der Bahnsteig der U8 vom restlichen Bahnhof abgetrennt und seine Zugänge zugemauert, da die Züge der vom West- durch den Ost- zurück in den Westsektor verkehrenden Linie hier ohne Halt durchfuhren. Damit gehörte der Bahnsteig zu den sogenannten „Geisterbahnhöfen". Um die Existenz des Bahnsteigs zu verschleiern, waren die vermauerten Stellen mit originalgetreuen Kopien der bahnhofstypischen Wandfliesen verkleidet. Westlich des Bahnhofs der hier endenden Linie U5 befindet sich eine Kehrgleisanlage. An diese Anlage ist der sogenannte „Waisentunnel" angeschlossen, mit dem Fahrzeuge mit der Linie U8 ausgetauscht werden können. Hier wird seit 2010 die U5 Richtung Westen verlängert. Sie wird dann den Anschluss zur jetzigen Linie U55 über Brandenburger Tor und Bundestag zum Hauptbahnhof herstellen. Nach der Wende wurde der U-Bahnhof umfassend für 36 Millionen Euro saniert. Dabei verwendete die BVG wieder die charakteristischen türkisfarbenen Fliesen. Die Bahnsteige der Linien U5 und U8 erhielten neue, helle Granitfußböden, beim Bahnsteig der U2 wurde denkmalgerecht ein neuer Asphaltboden gefertigt. Für den Einbau von Fahrstühlen wurden einige Treppen umgelegt. Der Bahnhof enthält heute vier Aufzüge, 86 Treppen und neun Ausgänge. Zudem wurde im nordöstlichen Ende der Ladenpassage eine Leitstelle für die Fahrgastinformation in Edelstahl und Glas gebaut. Im Juni 2012 eröffnete ein neues Kundenzentrum der BVG im U-Bahnhof. Fast 50 Jahre, von 1958 bis 2006, war der U-Bahnbereich der Linie U2 des Bahnhofs Alexanderplatz einer der größten öffentlichen Kunsträume der Stadt Berlin. Künstler und Kunststudenten der DDR und später Gesamtdeutschlands zeigten Fotografien, Collagen, Malereien, Video-Installationen, Graffitikunst u. a. Die sehr unterschiedlichen Werke der über 300 Künstler dieser Jahre gaben der großen Öffentlichkeit einen zeitgemäßen Einblick in das aktuelle Geschehen von Kunst- und Gesellschaft. Im Jahr 2006 verkaufte die Stadt Berlin die Flächen an die Wall AG, die dort seitdem Werbung präsentiert.
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