สถานีรถไฟสามเสน เป็นสถานีรถไฟที่สำคัญสถานีหนึ่ง เพราะอยู่ในย่านชุมชนใจกลางย่านที่อยู่อาศัยในกรุงเทพมหานคร ขบวนรถไฟที่วิ่งผ่านคือ รถไฟสายเหนือ สายตะวันออกเฉียงเหนือ สายใต้ และขบวนรถชานเมือง เดิมมีอาคารทรงดอกเห็ดที่เป็นเอกลักษณ์สวยงาม ได้รับการออกแบบโดยอภัย เผดิมชิต แต่ต่อมารื้อลงเนื่องจากต้องใช้พื้นที่ ในการวางตอม่อโครงการโฮปเวลล์สถานีรถไฟสามเสนตั้งอยู่ริมถนนเทอดดำริ มีพื้นที่อยู่ในแขวงถนนนครไชยศรี เขตดุสิต ในพื้นที่ชานชลาฝั่งไปสถานีชุมทางบางซื่อ (ตัวอาคารสถานี) และบางส่วนอยู่ในแขวงพญาไท เขตพญาไท ในพื้นที่ชานชลาฝั่งไปสถานีรถไฟกรุงเทพ (หัวลำโพง)