La gare de Courtalain - Saint-Pellerin est une gare ferroviaire française de la ligne de Chartres à Bordeaux-Saint-Jean, située sur le territoire de la commune de Saint-Pellerin (commune nouvelle d'Arrou), à proximité de Courtalain, dans le département d'Eure-et-Loir, en région Centre-Val de Loire.
C'est une halte voyageurs de la Société nationale des chemins de fer français (SNCF) desservie par des trains du réseau TER Centre-Val de Loire qui effectuent des missions entre Chartres et Courtalain - Saint-Pellerin, via Brou.
Établie à 156 mètres d'altitude, la gare de Courtalain - Saint-Pellerin est située au point kilométrique (PK) 140,942 de la ligne de Chartres à Bordeaux-Saint-Jean, entre les gares ouvertes d'Arrou et de Château-du-Loir. Elle est le terminus de cette section de ligne, les gares suivantes sont fermées jusqu'à la limite de déclassement, située au PK 183,400. Il n'y a plus de relations ferroviaire avec la gare de Château-du-Loir.
C'est une ancienne gare de bifurcation avec les lignes fermées : de Thorigné à Courtalain - Saint-Pellerin et de Courtalain - Saint-Pellerin à Patay (relation du Mans à Orléans).
La gare de Courtalain - Saint-Pellerin est mise en service par l'Administration des chemins de fer de l'État lors de l'ouverture à l'exploitation de la section de Brou à Courtalain le 2 avril 1883[1].
De 2015 à 2023, selon les estimations de la SNCF, la fréquentation annuelle de la gare s'élève aux nombres indiqués dans le tableau ci-dessous[2].
Halte SNCF, c'est un point d'arrêt non géré (PANG) à accès libre. Elle est équipée d'automates pour l'achat des titres de transport[3].
Courtalain - Saint-Pellerin est desservie par des trains TER Centre-Val de Loire qui effectuent des missions entre Chartres et Courtalain - Saint-Pellerin, via Brou[3].
Un parc pour les vélos et un parking pour les véhicules sont aménagés[3] près de l'ancien bâtiment voyageurs.
La gare de Courtalain - Saint-Pellerin est ouverte au trafic du fret[4].
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