Se construyó en 1890, entrando en funcionamiento el 1 de diciembre de ese año, con la intención de conseguir una estación más céntrica que la de San Bartolomé y un mejor intercambio con la Estación del Norte.
Desde la Estación de San Bartolomé hasta la de Campo de Béjar se tendió una vía estrecha de carácter urbano que recorría el Puente Mayor, el hoy paseo de Isabel la Católica, la calle de San Ildefonso, el paseo de Zorrilla y la calle de Gabilondo.
Se llegó incluso a tender vía entre esta estación y la del Norte a través de la calle de Recondo, para el intercambio de mercancías entre ambos ferrocarriles, conservándose aún la puerta que daba acceso al recinto del Norte desde la calle de Recondo.
En 1952 el trazado urbano del ferrocarril de vía estrecha se cerró al tráfico de viajeros por presiones del Ayuntamiento de Valladolid, que se quejaba de la peligrosidad del mismo.
Se mantuvo para el tráfico nocturno de mercancías hasta 1961, momento en el que se produjo la clausura y desmantelamiento del tramo urbano de la línea, desde San Bartolomé hasta Campo de Béjar.