Dworzec, który wybudowano w 1961 roku, przejdzie metamorfozę, a właściwe zostanie zbudowany od nowa. Po obecnym obiekcie zostanie tylko część piwnic, a budynek zyska nowoczesny i modernistyczny wygląd nawiązujący do charakteru miasta.
Nowa bryła dworca będzie geometryczna z dominantą w postaci wieży zegarowej o wysokości prawie 15 metrów. W miejscu wschodniego skrzydła powstanie przeszklona od góry wiata przylegająca do budynku. Zadaszy ona nową część placu dworcowego, na której przewidziano miejsca do odpoczynku dla pasażerów, a także ogródki letnie dla kawiarni czy restauracji. Elewacja obiektu będzie wykonana z cegły licowej w kolorze kredowym. Jest to nawiązanie do historii miasta, które rozwinęło się dzięki przemysłowi związanemu z wydobyciem i przetwórstwem kredy w latach 20. XX wieku. Cegły na elewacji będą ułożone w różne mniejsze i większe wzory geometryczne, co dodatkowe urozmaici wygląd budynku. Z kredową fasadą będą świetnie współgrać duże przeszklone witryny na poziomie parteru, doświetlające przestrzeń obsługi pasażerów wewnątrz dworca, a także pomieszczenia biurowe na jego pierwszej kondygnacji. Interesującym akcentem w nowej estetyce dworca będą pnącza (winobluszcz) umieszczone na wschodniej i zachodniej ścianie budynku. Stanowią one pożądany w nowoczesnej architekturze kontrast z kredową elewacją. Są one również symbolem dzisiejszych czasów, w których trwa walka ze zmianami klimatycznymi, a w budownictwie stosowane jest coraz więcej rozwiązań ograniczających negatywny wpływ budynków na środowisko.
Nowocześnie zaaranżowano przestrzeń obsługi pasażerów. Jej centrum stanowi 250-metrowy hol o wysokości dwóch kondygnacji, doświetlony olbrzymim świetlikiem dachowym oraz przeszklonymi witrynami. Posadzka holu będzie ułożona z płyt granitowych, a ściany wykończone betonem architektonicznym. Przy czym na jednej z nich zostanie wyeksponowany i podświetlony, odciśnięty w formie plan miasta w kształcie orła. Jest to nawiązanie do rozbudowy w 20-leciu międzywojennym miasta Chełm o Osiedle „Dyrekcja”. Układ urbanistyczny tej części miejscowości przypominał kształtem zarys orła. Miało to symbolizować odrodzenie państwa polskiego oraz jego rozwój gospodarczy. W holu podróżni znajdą ławki, gabloty z rozkładami jazdy oraz elektroniczne tablice przyjazdów i odjazdów pociągów. W jego bezpośrednim otoczeniu – pomieszczenie kasy biletowej, a także lokale handlowo-usługowe, a po zachodniej stronie holu poczekalnię, toalety i niewielki pasaż handlowy. Na pierwszym piętrze będą mieściły się przestrzenie biurowe, w tym dla Straży Ochrony Kolei oraz spółek kolejowych, a w podziemiu – zaplecze techniczne budynku.
Nowe rozwiązania przestrzenno-architektoniczne to nie koniec zmian. Dworzec po przebudowie stanie się budynkiem nowoczesnym. Będzie w pełni dostosowany do potrzeb osób z niepełnosprawnościami – poprzez likwidację barier architektonicznych, montaż ścieżek prowadzących w posadzce wewnątrz budynku i w bezpośrednim otoczeniu dworca, tablic z mapą dotykową obiektu oraz oznaczeń w alfabecie Braille’a, które ułatwią orientację oraz poruszanie się osobom niewidzącym i niedowidzącym. Dla komfortu termicznego podróżnych na dworcu zostaną zamontowane nowoczesny systemy wentylacji i klimatyzacji. Poza tym zaprojektowano nową informację głosową oraz systemy bezpieczeństwa, w tym monitoringu, kontroli dostępu, sygnalizacji włamania i napadu oraz przeciwpożarowe. Całością nowych instalacji i urządzeń będzie zarządzał system BMS (Building Management System). Zadba on również o optymalizację zużycia energii elektrycznej, cieplnej i wody. Poza tym na dworcu zostaną zastosowane energooszczędne oświetlenie oraz pompy ciepła.
Przebudowa dworca obejmie również jego najbliższe otoczenie. Przed fasadą od strony miasta pojawi się kilka miejsc parkingowych, w tym postój kiss&ride, natomiast pod wiatą, po wschodniej stronie budynku, 15 stojaków rowerowych oraz strefa odpoczynku z meblami ulicznymi. Ponadto zostanie ułożona nowa nawierzchnia, a po zachodniej stronie dworca zaprojektowano zieloną przestrzeń z trawnikiem i nowymi drzewami (lipa, jarząb) oraz krzewami (forsycja, trzmielina, pięciornik).
Koszt przebudowy dworca w Chełmie to 25,99 mln zł brutto. Inwestorem są Polskie Koleje Państwowe S.A. Dokumentację projektową opracowała pracownia architektoniczna PAS Projekt, a roboty budowlane będzie prowadzić firma Texom Sp. z o.o. Inwestycja jest częścią Programu Inwestycji Dworcowych i ubiega się o refinansowanie kosztów z Programu Operacyjnego Polska Wschodnia. Dokumentacja projektowa została dofinansowana ze środków unijnych z Programu Operacyjnego Infrastruktura i Środowisko.