Die folgende Übersichtsskizze zeigt die wichtigen Strecken im Großraum Hamburg und die Lage des Hauptgüterbahnhofs. Mit Hamburg-Süd und Hohe Schaar sind auch zwei wichtige Bahnhöfe mit Anschluss an die umfangreichen Gleisanlagen im Hafen eingezeichnet.
Überregionale Bedeutung als Wendebahnhof
Die überregionale Bedeutung des Hauptgüterbahnhofs wird klar, wenn man sich die Laufwege der Güterzüge von und zum wichtigen Rangierbahnhof Maschen im Süden Hamburgs anschaut. Jeder Güterzug, der von Maschen Rbf in Richtung Büchen/Schwerin/Rostock/Berlin oder Lübeck/Puttgarden/Kopenhagen fährt, muss im Hauptgüterbahnhofs die Fahrtrichtung wechseln ("Kopf machen"), um über Rothenburgsort und Billwerder bzw. Horn - Wandsbek zum Ziel zu kommen. Die Züge Richtung Kiel/Westerland/Flensburg/Dänemark (Festland) könnten im Prinzip direkt über Hauptbahnhhof - Dammtor - Sternschanze - Umgehungskurve Altona - Eidelstedt fahren. Allerdings ist die sogenannte Verbindungsbahn im Stadtzentrum zwischen Hauptbahnhof und Altona so stark mit Personenzügen belegt, dass man hier nur im Ausnahmefall zusätzliche Güterzüge einplant. So müssen auch diese Züge im Hauptgüterbahnhofs die Fahrtrichtung wechseln, um über Rothenburgsort und die Güterumgehungsbahn nach Eidelstedt zu gelangen. Zu den Zeiten als die Strecken nördlich und östlich von Hamburg allesamt noch nicht elektrifiziert waren, konnte der Lokwechsel recht elegant auch zum Wechsel von Elektrolok auf Diesellok genutzt werden.
Bereits in den 1920er Jahren wurde eine Fortführung der Güterumgehungsbahn von Horn aus über Billwerder mit einer weit östlich an Hamburg vorbeiführenden Trassierung und einer südlich von Harburg liegenden Einmündung in die vorhandene Strecke geplant. Diese hätte das Nadelöhr Hauptgüterbahnhof weiträumig umfahren und somit vom Wendebetrieb entlastet. Sie wurde allerdings nie umgesetzt, stattdessen gab es eine "Kleine Lösung". Nachdem die Strecken nach Kiel (1995), Flensburg/Dänemark (1996) und Büchen/Berlin (1996) elektrifiziert wurden und die Züge somit mit Elok durchlaufen konnten, wäre der Betriebsablauf über den Hauptgüterbahnhof ein reines Hindernis gewesen, und so wurde passend bis 1996 eine Umgehungskurve gebaut, über die man von Wilhelmsburg direkt nach Rothenburgsort fahren kann.
Nach Elektrifizierung der Lübecker Strecke 2008 sind inzwischen alle wichtigen Güterzugstrecken in unserem Betrachtungsraum für den elektrischen Betrieb hergerichtet.
Streckenführung im Bereich Hauptgüterbahnhof
Es folgt ein vergrößerter Ausschnitt im Umfeld des Hauptgüterbahhnhofs, um die Verkehrswege zu verdeutlichen. Die Insellage des Bahnhofs zwischen Norderelbe/Bakenhafen, Oberhafen und Magdeburger Hafen ist auf dem Bild ebenfalls gut zu erkennen.
Folgende Abläufe dominierten das Geschehen rund um den Hauptgüterbahhof: Die aus Richtung Harburg kommenden Reisezüge fuhren im Normalfall über die zweigleisige Personenzugstrecke auf der erhöht liegenden Pfeilerbahn über den Hauptgüterbahhof hinweg direkt in den Hauptbahnhof. Parallel zu den Personenzuggleisen lag westlich die zweigleisige Güterbahn, die sich nach Überquerung der Norderelbe absenkte, die Pfeilerbahn im östlichen Überwerfungsbauwerk unterquerte und in den Hauptgüterbahnhof einmündete. In der Fortführung stieg die Strecke wieder zur Oberhafenbrücke hin an und mündete parallel zu den Personenzuggleisen in den Hauptbahnhof. Neben den über die Verbindungbahn Richtung Altona fahrenden Güterzügen wurde diese Strecke auch von Reisezügen genutzt, um die Personenzuggleise auf der Pfeilerbahn zu entlasten. Neben der reinen Verfügbarkeit zusätzlicher Trassen konnte auch ein Trassenkonflikt im Vorfeld des Hauptbahnhofs entschärft werden. So hätte ein Richtung Harburg ausfahrender Zug bei der Fahrt auf die Pfeilerbahn evtl. zunächst die kreuzende Einfahrt eines von der Pfeilerbahn kommenden Zuges abwarten müssen. Je nach Gleisbelegung konnte er aber auch bereits über die Güterzuggleise ausfahren und dank des Überwerfungsbauwerks kreuzungsfrei die Trasse des einfahrenden Zuges unterfahren. So wurden die Güterzuggleise im Falle von Störungen und Verspätungen und für manche Züge auch planmäßig zur Entlastung der Reisezuggleise genutzt. Für die Reisezüge in der Relation Hamburg-Büchen, die normerweise über Berliner Tor fuhren, konnten die Güterzuggleise über den Hauptgüterbahnhof ebenfalls als Umgehungsstrecke zwischen Hauptbahnhof und Rothenburgsort genutzt werden.
Die wesentliche Aufgabe der von Harburg kommenden Güterzuggleise war aber natürlich die Aufnahme der weiter oben bereits erwähnten Güterzüge, die den Hauptgüterbahnhof anfuhren, um nach dem Wechsel der Fahrtrichtung über Rothenburgsort weiter Richtung Norden und Osten zu fahren. Nach dem Umspannen der Zuglok im Hauptgüterbahnhof führte die Fahrt es über die 1903 erbaute, ebenfalls zweigleisige Oberhafen-Kanalbrücke nach Rothenburgsort.
Die eigentliche Hauptaufgabe eines Hauptgüterbahnhofs ist aber typischerweise das örtliche Ladegeschäft. Im westlichen Teil standen dazu auf beiden Seiten der Pfeilerbahn umfangreiche Anlagen zur Verfügung, die oben mit Güterschuppen, Eilgutschuppen und Ladegleisen nur grob angedeutet sind. Das Rangiergeschäft im nördlich des Oberhafens gelegenden Großmarkts gehörte auch zum Aufgabengebiet des Hauptgüterbahnhofs.
Unmittelbar südlich des Hauptgüterbahnhofs beginnt der Freihafen, der durch einen Zollzaun abgetrennt ist. Auf diesen Anlagen liegt der eigenständige Bahnhof "Kai rechts", der mit dem Hauptgüterbahnhof organisatorisch nichts zu tun hat und zur Hafenbahn gehört. Er war aber mit den Gleisanlagen des Hauptgüterbahnhofs durch Tore im Zollzaun verbunden.