Sa desserte est renforcée, en 1904, lors de l'ouverture du prolongement jusqu'à Audun-le-Tiche de la ligne de Fontoy à Audun-le-Tiche ; entre 1901 et la construction du viaduc d'Audun-le-Tiche, cette ligne se terminait sur les hauteurs de la ville en gare d'Audun-le-Tiche-Mont[3].
L'ancien bâtiment ne permettant pas d'assurer convenablement le service des voyageurs, un nouvel édifice est construit dans son prolongement en 1910. Réel bâtiment voyageurs, il comporte les installations nécessaires, notamment, un hall, des salles d'attente, un guichet et un « dortoir pour les machinistes »[5].
La fermeture de la ligne de Fontoy à Audun-le-Tiche au trafic voyageurs en 1948 a isolé cette gare du réseau ferré français, qui n'est désormais rattachée qu'au seul réseau luxembourgeois[6] ; la ligne raccordant la gare au réseau luxembourgeois a été remise en état et modernisée en 1992, mais réduite à une seule voie[3].
Exploitée par la seule Société nationale des chemins de fer luxembourgeois (CFL), elle bénéficie depuis 2020, bien qu'étant en territoire français, de la gratuité de la seconde classe des trains luxembourgeois au départ et à destination de cette gare[7].
Les deux anciens bâtiments sont toujours présents, rue de la gare. Inutilisés pour le service ferroviaire, ils sont devenus des habitations privées[5]. Le bâtiment le plus ancien, à la façade en pierre, est constitué d'un corps central de cinq travées encadré par deux ailes asymétriques[11] (l'aile la plus courte était autrefois prolongée par une longue extension plus basse[12]). Positionnée juste à côté, un bâtiment plus vaste a été réalisé en 1910 et se compose d'une partie basse au toit à croupe avec trois et cinq travées encadrant un fronton avec une horloge cintrée, et d'une partie haute de deux étages avec une toiture mansardée[12]. La façade est fort dépouillée en dehors de quelques guirlandes en pierre de style néo-classique disposées en festons de part et d'autre de cartouches ovales[13].
