下関駅は明治34(1901)年山陽鉄道馬関駅として開業し、翌年、下関駅と改称されている。当時、山陽鉄道は下関へのアプローチは長府からそのまま海岸沿いを希望したが、陸軍の反対を受けて、幡生を経由する山沿いのルートを通り、この海岸沿いのルートは後に山陽電気軌道の電車が走ることになる。
山陽鉄道は馬関駅の開業とともに、九州鉄道門司駅との間に関門連絡航路を開設し、明治35年には直営の山陽ホテル、明治38年には関釜連絡航路を直営で開業している。同じ年、京城まで開通した京釜鉄道を乗り継いで、東京−京城間の国際ルートが完成している。