מסילת לוד-אשקלון הוקמה במהלך מלחמת העולם הראשונה על ידי המהנדס הגרמני היינריך אוגוסט מייסנר עבור מאמץ המלחמה של האימפריה העות'מאנית. בשנת 1918, לאחר שכבשו את ארץ ישראל, סללו הבריטים את הקו מחדש ברוחב סטנדרטי של 1,435 מילימטר, במקום 1,050 מילימטר כפי שהיה במקור. בנוסף בנו תחנת נוסעים בשם "תחנת אל מג'דל", בה עצרו רכבות למצרים וממנה. לאחר מלחמת העצמאות ולאחר איחוד הכפר אל מג'דל עם היישוב היהודי הסמוך אשקלון, הופסקה תנועת הרכבות לכיוון זה. התחנה המשיכה לשמש לרכבות משא עבור אזור התעשייה של אשקלון, ושינוע פוספטים מהנגב ונפט משדה הנפט חלץ[1][2]. בשנת 1961 ביקש ראש עיריית אשקלון מהנהלת הרכבת להפעיל רכבות נוסעים לאשקלון, אך הדבר לא יצא לפועל[3].
החלטה על שדרוג מסילת הברזל בין אשדוד לאשקלון בעלות של כ-183 מיליון שקל, שכללה בניית מסילה כפולה בין אשדוד לאשקלון עם שתי תחנות משודרגות, התקבלה על ידי שר התחבורה אפרים סנה, בשנת 2002[4]. המכרז להקמת התחנה פורסם בנובמבר 2002[5]. בנובמבר 2003 חברת הבנייה "אופקים" זכתה במכרז, בהיקף של 24 מיליון שקל, והבנייה החלה בשנת 2004[6]. במהלך הבנייה נהרס בניין התחנה הישנה (התפעולית), ובמקומה נבנה מתקן שליטה ובקרה. התחנה נחנכה באפריל 2005, בטקס בנוכחות ראש הממשלה אריאל שרון[7]. בשלב הראשון פעלה בקו תל אביב-אשקלון רכבת אחת בשעה בכל כיוון ומספטמבר 2005, עם סיום העבודות להכפלת מסילת הברזל מאשדוד לאשקלון, פעלו בקו שתי רכבות בשעה בכל כיוון[8].
בינואר 2006 אישרה הממשלה את הצעתם של מ"מ ראש הממשלה אהוד אולמרט ושל שר התחבורה מאיר שטרית להנחת מסילת הברזל בין אשקלון לבאר שבע[9]. הקו החדש נחנך בספטמבר 2015[10].
במאי 2018 זכתה חברת "י.ד עשוש" במכרז להקמת מתחם תפעולי חדש סמוך לחלקה הדרומי של התחנה, כחלק מפרויקט החישמול של רכבת ישראל. העבודות בפרויקט כוללות הקמת מוסך קרונועים חשמליים עבור חברת סימנס, סלילת 11 ק"מ מסילות בתוך המתחם, הקמת רציף מכין באורך 350 מטר לטיפול במערכי הרכבת המחושמלים, והקמת מספר מבנים[11]. בשנת 2019 החלו העבודות להקמת המתחם. על פי התכנון המבנים התפעוליים הישנים של התחנה, שהיו חלק מהקו המנדטורי, יפורקו ויבנו מחדש בסמוך לה.
בתחנה זו עוצרות ברוב שעות היום אחת לשעה בכל כיוון רכבת בקו אשקלון - בנימינה דרך רחובות, לוד, תל אביב ומסילת החוף. בעבר קו זה המשיך עד לבאר שבע אך בעקבות מלחמת חרבות ברזל, מקטע אשקלון - אשדות נסגר לתנועת נוסעים ותחנת אשקלון היא תחנה הקצה הדרומית של הק, והוא אינו ממשיך דרומה לבאר שבע.
