El tramo del ferrocarril aun se encontraba en trabajos para junio de 1859, y se esperaba que las obras del trazado y vías llegasen hasta Rancagua para el 18 de septiembre de ese año; los retrasos se debieron a que un incendio en Valparaíso destruyó material a utilizarse para construir puentes.[3] Esta estación se transformó a inicios del siglo XIX en la cabecera del ramal Paine-Talagante, el cual fue construido por la empresa The Railways and Works Company entre 1919 y 1923, inicialmente para transportar minerales y granos.Existe una estación adjunta que da cabida a los servicios de pasajeros.[7] Actualmente la estación es punto de detención para los servicios del tren Rancagua-Estación Central y tren San Fernando-Estación Central.El 27 de enero de 2024 inició un servicio turístico entre la estación Rancagua y la estación San Antonio que utiliza el ramal Paine-Talagante, haciendo cambio de vía en la estación Paine.
Pictograma que identificaba a la estación en 2001.
