地处湘赣边界，素有“广铁东大门”之称的醴陵站始建于1898年8月，1903年8月竣工，当时叫阳三石站。迄今为止，醴陵站已经运营100多年，是湖南省内最老的火车站。
100多年前，醴陵还是一个封闭的县城，对外交通极为闭塞。醴陵站的主要功能是运送煤炭去汉口，供汉阳钢厂、大冶钢厂和大冶铁厂使用。醴陵站建成通车以后，使沉睡多年的醴陵地区充分发挥了吴楚咽喉的地理优势，为开启湖南经济发展的东大门开辟了一条黄金大道。
创建初期，醴陵站是萍（乡）醴（陵）铁路的终点站。承担了所有萍矿煤炭、石门煤炭的外运中转任务，是当时华南较有影响的水陆中转站之一，一直对湘东经济发展起着龙头作用。新中国成立以后，醴陵站成为湖南轻工陶瓷产品重要的外运出口基地，对醴陵的建设发展、湘东经济的繁荣，发挥了先行作用。
作为湖南第一代产业工人的醴陵站职工，早在1906年萍浏醴起义时，就受到孙中山先生革命思想的影响，踊跃参加革命战争。毛泽东曾四度来到醴陵，这里是他早期从事革命活动的地方。
醴陵站经历了创建、衰落、恢复、振兴四个历史时期。1903年醴陵站建成时，站房面积不到100平方米，员工仅有九人，站内也只有3股道。因地形原因，萍醴铁路运输困难，铁路部门决定将铁路延至株洲，改称株萍铁路。直到1908年，醴陵站才正式开办客运业务。
醴陵站接壤湘赣两省边界，坐落在浙赣铁路上，战略位置重要，历来是兵家必争之地。自北伐战争以后，此地战事连绵不断，铁路运输每况愈下，人民用血汗筑成的铁路经受着战争的摧残，数度中断。“七七”事变后，日本侵略军不断派飞机轰炸车站和桥梁，醴陵站铁路工人冒着生命危险抢修铁路，坚持运输，为抗战胜利作出了不朽贡献。
新中国成立后，醴陵站迎来了发展的春天。铁路建设者们积极响应党和政府的号召，会战醴陵站。扩建后的醴陵站站场为7股道，新建调车牵出线两条，调配机车一台，使车站货物运输吞吐量成倍增长，大量的吸纳了周边地区的运输物资。
1971年，醴陵站再次进行扩建。新建的站房面积达1241平方米，候车室能容纳500多名旅客候车，货场面积2.64万平方米，可堆放货物27000余吨。1972年，醴陵站成立装卸作业所，从此有了自己的装卸队伍，为车站长足发展奠定了坚实的基础。
时代的列车满载着新的希望。1982年2月20日，醴陵站升格为三等站，以此为标志，醴陵站的建设和发展也翻开了崭新的一页，1984年10月，醴陵站又升格为二等站。
为适应醴陵建设总体开发战略的需要，自1993年开始，国家投资6000万元，在离醴陵站所在地阳三石2.6公里处择址新建醴陵站。1995年10月26 日，改建后的醴陵站正式开通启用，位于阳三石的醴陵老站更名为醴陵东站。自此醴陵站形成了既有醴陵东货运站，又有醴陵客运站两站一体运营的新模式，二站珠联璧合，具备了旅客、行包、零担、整车、集装箱运输、国内国际联运的整体运输功能。醴陵站显示出强大的生命力和勃勃的生机。
浙赣铁路经过地区化改造后，醴陵站这个百年老站也在电气化改造中进一步发展壮大。2005年12月20日，以浙赣线电气化提速改造工程湖南段顺利拨接、安全正点开通为标志，醴陵站进入了电气化发展的新阶段。电气化提速改造之后，浙赣线湖南段直接与南昌局灯芯桥站连接，原有的醴陵东站改为醴茶支线站，局界口也由醴陵东站改在了醴陵站办理交接，醴陵站规模气势恢宏，更有利于发挥车站地理区位优势、国际集装箱口岸站优势以及客货兼营的灵活优势，完全具备了年发送旅客100万人、发送货物100万吨的能力和实力。
从2007年5月10日起沪昆线湖南境内株洲至醴陵段和醴茶支线划为南昌铁路局管辖，醴陵站正式并入南昌铁路局。
