駅名は広島市による一般公募で集まった2534件の中から選ばれました。１位「安芸府中」、２位「大州（おおず）」、３位「キリン」、４位「ダイヤモンドシティ」、５位「ダイヤシティ」、６位「天神川」。

商業施設にちなんだ「安芸府中」や「ダイヤモンドシティ」、地名に関する「大州」などが多くありましたが、最終的に「天神川」に決定しました。

では、なぜ「天神川」となったのでしょうか。そこには菅原道真にまつわる逸話がありました。

天神川駅から程近い尾長山（おながやま）。その昔、ここにあった明星峰天神社という小さな社に901（延喜元）年、九州太宰府に下る途中の菅原道真が参詣し、しばらく休息したと伝えられます。このゆかりの地に建立されたのが「尾長天満宮（おながてんまんぐう）」であり、その後方の山を天神山、谷を天神谷と呼びました。その地を源流とし、新駅を計画している地域へと流れ出ていた川が「天神川」。かつては尾長天満宮から府中大川（ふちゅうおおかわ）へと注ぐ、約３kmの小川だったといいます。

現在はそのほとんどが地下水路として整備され、道路や歩道となったことにより当時の面影を見ることはできませんが、いまだにその水流は脈々と流れています。その天神川とJR山陽本線が交差する地点が、まさに新駅を設置する場所。そこで「天神川駅」という名称を選定したのです。

天神川駅は、広島駅との間に広島貨物ターミナル駅と線路を挟むため、上下線のホームが離れ、改札内でのホームの行き来はできない構造で、東口改札口は駅のホームよりも下にあります。また、駅舎の入口壁面には水をイメージした模様が取り入れられています。

地下水路として整備された天神川は、地上の一部が遊歩道「天神川プロムナード」となっています。1999（平成11）年7月には、個性的で魅力あふれる人工景観として、当時の建設省により「手づくり郷土賞」に選ばれています。

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