W latach 1900–1902 na dworcu w Cieszynie zatrzymywał się luksusowy pociąg kursujący z Berlina do Konstantynopola, który w Budapeszcie był przyłączany do słynnego Orient Expressu. Po tym jak Orient Ekspress został zawieszony na czas wojny, w latach 1916–1918 kursował tędy ekspresowy Pociąg Bałkański.
Po podziale Śląska Cieszyńskiego w 1920 roku stacja kolejowa znalazła się w granicach Czechosłowacji. W grudniu 1931 roku otwarto obok zabudowań stacyjnych (wcześniej znajdowała się tam dworcowa restauracja ogrodowa) nową pocztę wraz z dodatkowym torem dla wagonów pocztowych. Po przyłączeniu Zaolzia do Polski w listopadzie 1938 roku zmieniono nazwę stacji na Cieszyn Zachodni. W latach 1962–1964 nastąpiła modernizacja stacji, podczas której wybudowano przejście podziemne, wiaty peronowe, dodatkowe tory i zainstalowano nowoczesne urządzenia przekaźnikowe. Zlikwidowano kładkę nad torowiskiem oraz zburzono dworzec kolejowy wybudowany w 1871 roku. Pierwszy pasażerski pociąg elektryczny przyjechał na stację 1 lipca 1964 roku. Na odcinku Cieszyn – Český Těšín pociągi pasażerskie kursowały do 6 października 1951 roku. Odcinek graniczny został zelektryfikowany dopiero w 1994 roku, wznowienie połączeń kolejowych Bielsko-Biała – Czeski Cieszyn miało miejsce dnia 28 lutego 1995 roku.