当初の建物計画は地下2階地上5階だったが、まもなく6階に変更。1972年（昭和47年）10月に地下3階地上7階で建設されることになった。さらに、1973年（昭和48年）3月3日に現在の地下3階地上10階案に変更。変更理由として、テナント入居希望者が多かったこと、3階にバスターミナルを設ける構造上、梁や柱を10階分まで建てる必要性があったことでの変更だった[9]。

広島センタービル建築に先駆けて、広島西警察署（現在の広島中央警察署）の現在地（中区基町9番48号）への移転が決定。警察移転と平行して建築された[7]。

1973年（昭和48年）3月24日に、現在の広島県庁東館のある地に仮設ターミナルが設けられ、現在の建物が出来るまでバス停として使われ、現在の建物が完成後も一部の敷地が1975年（昭和50年）12月25日まで待機場として使われた[10]。

1974年（昭和49年）10月10日に、広島そごう・広島センター街と合築した「広島センタービル」として完成。バスセンターは3階に設けられた[11]。

乗り場の数は従来のままの10より増加しなかったが、到着ホームの9か所への増加、発車時にバックの必要な構造から変更したことなどによって、処理能力は従来の1日3000台から6000台に増加した。

1980年（昭和55年）3月15日に11番ホームが整備[12]。1988年（昭和63年）9月1日に改札が廃止された[13]。2019年（令和元年）10月1日に出発ホームの発車合図灯(1灯LED式信号灯器：発車合図時に青色点灯、発車直後に消灯)の運用が停止された。
発着路線
高速バス

1・2・5・6・9番のりばが高速バス用に充てられており（2・5・9番のりばは近郊路線と共用）、1番のりばが県外方面（山陰以外）と広島大学方面、2番のりばが空港リムジンバス、5番のりばが山陽道方面、6番のりばが山陽道方面と呉方面、9番のりばが中国道・山陰方面に振り分けられている。

（ ）内は運行会社、[ ]内は路線番号

防長交通運行路線は防長観光バスが予約・発券業務を担当する。

メリーバード号 (広島 - 鳥取線)は広島電鉄が予約・発券業務を担当する。

のりば愛称運行会社行先備考
1WILLER EXPRESSWILLER EXPRESS東京（新宿）・TDR夜行便（福山経由）
ドリーム岡山・広島号中国JRバス横浜（YCAT）・東京（東京駅）夜行便（岡山経由）
広島ドリーム名古屋号中国JRバス・JR東海バス名古屋（名古屋駅）夜行便（三次経由）
広島エクスプレス大阪号
広島ドリーム大阪号中国JRバス大阪（大阪駅）夜行便あり（西条経由）
WILLER EXPRESSWILLER EXPRESS
日本高速バス大阪（WBT大阪梅田）
京都（京都駅八条口）夜行便あり（一部福山経由）
WILLER EXPRESSWILLER EXPRESS神戸（三宮）
大阪（WBT大阪梅田・USJ）夜行便（西条経由）
神戸エクスプレス
ハーバーライナー広交観光・神姫バス神姫神戸三宮BT
サンサンライナー広交観光・中国JRバス
両備ホールディングス岡山（岡山駅西口）
あわひろしま号広交観光・徳島バス徳島（松茂・徳島駅）
瀬戸内エクスプレス
高松エクスプレス広島号中国JRバス・JR四国バス坂出（坂出ICBT）・高松（高松駅）
土佐エクスプレス広交観光・とさでん交通高知（高知駅・はりまや橋）
しまなみライナー広交観光・瀬戸内運輸
瀬戸内しまなみリーディング瀬戸田・大三島・伯方島
大島・今治（今治駅）
錦帯ブルーライナーいわくにバス岩国
（岩国駅・岩国錦帯橋空港・日の出町車庫）
広島 - 徳山・防府・山口線防長交通徳山（徳山駅）・防府（防府駅）
山口（西京橋・湯田温泉）
広福ライナー
広島ドリーム博多号広交観光・中国JRバス
JR九州バス北九州（小倉南IC）・福岡（博多）夜行便あり