Löwenberg (Mark) wurde als Bahnhof der Preußischen Staatseisenbahnen mit der Fertigstellung der ersten Etappe der Berliner Nordbahn am 10. Juli 1877 eröffnet. 1888 wurde der Abzweig nach Templin freigegeben und 1899 bis Prenzlau verlängert.
Seit 1896 verkehrte von einem Privatbahnhof, der neben dem Staatsbahnhof angelegt worden war, eine Kleinbahn nach Lindow (Mark), die 1899 bis Rheinsberg (Mark) verlängert wurde. 1907 wurde die Kleinbahn in eine Nebenbahn umgewandelt und 1928 bis Flecken Zechlin verlängert.
1983/84 wurde die Berliner Nordbahn im Bereich des Bahnhofs durch die Deutsche Reichsbahn elektrifiziert. Im Zuge dessen entstand in Löwenberg (Mark) ein dezentrales Umformerwerk, welches im Dezember 1983 in Betrieb ging und rund 20 Jahre lang die Versorgung des Streckenabschnitts mit Bahnstrom sicherstellte. Im Jahre 2011 wurde das leerstehende Gebäude an eine Privatperson verkauft und beherbergt heute ein Museum mit Ausstellungsobjekten der Deutschen Reichsbahn und der ehemaligen DDR.[1]
Von 2012 bis 2013 fanden umfangreiche Bauarbeiten an der Berliner Nordbahn statt.[2] Dabei wurde der Bahnhof ausgebaut.[3] Der ehemalige Tunnel des Bahnhofs wurde im Zuge der Arbeiten vollständig verfüllt und durch eine Brücke ersetzt. Dabei wurde zunächst auf einen Aufzug verzichtet, sodass der Zugang zu einigen Gleisen nicht rollstuhlgerecht war.[4] Mit Bundes- und Landesmitteln wurde eine weitere Modernisierung der Station geplant[5] und bis Ende 2018 durch den Einbau von zwei Aufzügen der barrierefreie Übergang zum Mittelbahnsteig ermöglicht.