Obiekt został oddany do użytku w czerwcu 1969[3]. W roku 2015 dotychczasowy budynek dworca został wyburzony, a obsługę podróżnych przejął w końcu roku nowy obiekt, zbudowany na osi ul. Sułkowskiego na terenie pętli autobusowej, która w ramach inwestycji została przebudowana. Miasto nieodpłatne przejęło od Polskich Kolei Państwowych prawo użytkowania wieczystego gruntu przy ul. Modrzewiowej wraz z prawem własności posadowionego na nim budynku dworca kolejowego[4][5]. W lipcu 2015 rozpoczęto przebudowę stacji[6]. W ramach inwestycji powstał nowy budynek dworca o pow. 294 m², nowa pętla autobusowa, parkingi dla samochodów i rowerów, przejście podziemne (z 2 windami) łączące pętlę autobusową z peronami oraz Lasem Gdańskim (ponad 50 m długości)[7] oraz dwa nowe perony jednokrawędziowe o długości 300 m, które zastąpiły dotychczasowy peron wyspowy[8]. Jednocześnie przebudowie uległo skrzyżowanie ulic Sułkowskiego i Modrzewiowej, na którym powstało rondo[9] Oficjalne otwarcie dworca miało miejsce 26 kwietnia 2016[10].
Bydgoszcz Leśna posiada rozwiniętą siatkę połączeń, kursują tu pociągi Bydgoszcz Express do Łodzi, Katowic, Krakowa, Warszawy, Lublina, oraz pociągi regio i Bydgoszcz Connect do Torunia, Włocławka czy Olsztyna, a także pociągi Bair Link do Chełmży i Grudziądza.
Komunikacja miejska
Do stacji Bydgoszcz Leśna można dojechać kilkoma liniami autobusowymi o następujących oznaczeniach:
52: Dworzec Leśne – Błonie (w wyznaczonych kursach z Błonia autobusy jadą dalej do pętli Myślęcinek lub Podkowa);