De boogkappen van Amsterdam Centraal Station zijn minstens zo beroemd als het gebouw zelf en zijn onlosmakelijk met elkaar verbonden, alhoewel de kappen en het gebouw los van elkaar staan. De oudste, én grootste, van de drie werd gebouwd naar een ontwerp van spoorwegarchitect L.J. Eymers.
Als het aan architect Cuypers had gelegen kwam er een lage, tweedelige kap dat was samengesteld uit vakwerkspanten. De kap, die hij ontwierp, leek wel wat op de oude kap van Rotterdam Beurs (maar dan waren het twee kappen naast elkaar).
Hoofdingenieur Leyds, die eindverantwoordelijke was tijdens de bouw van het Centraal Station, vond deze "tweelingkap" maar niks. Hij liet een derde ingenieur in voor een ontwerp van een enkele kap: L.J. Eymer. Zijn ontwerp, een grote boogkap, werd met tegenzin, aangenomen. Cuypers vond de kap teveel domineren en zijn "eigen" stationsgebouw zou daardoor wegvallen. Toch ging hij akkoord. Met een paar kleine aanpassingen voegde hij er zelfs een persoonlijk tintje aan toe, zodat de kap beter bij het stationsgebouw aansloot.
De kap is met een lengte van ruim 306 meter even lang als het stationsgebouw, en was destijds de langste van Europa. De kap staat volledig los van het stationsgebouw, en dat is vrij uniek in Nederland.
De grote boogkap is samengesteld uit vakwerkspanten. Deze werden vervaardigd door de Nederlandsche Stoombootmij uit Rotterdam. Het was het enige Nederlandse bedrijf dat zich inschreef voor de aanbesteding van de kap. Alle andere bedrijven die zich inschreven kwamen overigens uit Duitsland.
Op oudejaarsdag 1884 begon de bouw van de stationskap. Het was de bedoeling dat de kap in de zomer van 1886 klaar zou zijn. Maar het liep anders….
De bouw van de kap verliep aanvankelijk erg voorspoedig, maar tijdens het plaatsen van de spanten ging het goed mis….
Bij het plaatsen van de 17e spant traden er plotseling ernstige verzakkingen op en werd de bouw van de kap direct stilgelegd. Al snel bleek de fundering te zwak te zijn voor de zware spanten. Er werd vervolgens naar oplossingen gezocht voor het ontstane probleem. Een (hele kostbare) optie was het demonteren van de al geplaatste spanten en vervolgens een nieuw, zwaarder fundament te leggen. Een tweede optie was het bestaande fundament iets te verzwaren en vervolgens een lichtere kap te plaatsen. Er werd zelfs voorgesteld de kap af te breken en deze te verplaatsen naar Nijmegen of 's Hertogenbosch, waar op dat moment nieuwe stations werden gebouwd. In Amsterdam zou dan alsnog de tweedelige kap van Cuypers geplaatst kunnen worden.
Uiteindelijk werd besloten om een compleet nieuw, zwaarder fundament te plaatsen. Per penant zouden dan meer, en vooral langere, palen worden geslagen. Om verdere tegenslagen uit te sluiten werd eerst een proef-penant gebouwd en uitvoering getest. Toen bleek dat deze zwaardere variant nu wel stevig stond kon men eind 1887 (na ruim anderhalf jaar vertraging) een nieuwe fundering leggen en de kap vervolgens afbouwen. In oktober 1889 was de kap eindelijk gereed en kon het Centraal Station in gebruik worden genomen.

Boven: Fragment van een ansichtkaart van rond 1900. De kap is hier nog in de oorspronkelijke vorm, dus met de eindtorens, te zien.

Onder: Een bekende ansichtkaart van het Centraal Station rond 1920. Een van de hoektorens is inmiddels verdwenen en heeft plaatsgemaakt voor een brede luifel.

Onder: Sinds het voorjaar van 2006 staat er op de beide uiteinden van de zuidkap weer een gevleugelde wiel.

Onder: De versiering aangebracht tussen het gebouw en de perronkap. Duidelijk is te zien dat de perronoverkapping niet aan het gebouw bevestigd is.