1985年5月1日，北疆铁路由乌鲁木齐市乌西站向西动工修建。

1990年9月1日，北疆铁路全线竣工通车，乌苏站建成启用。时属新疆维吾尔自治区北疆铁路公司管辖。

2001年9月15日，北疆铁路公司由新疆维吾尔自治区移交铁道部，乌苏站属乌鲁木齐铁路局北疆铁路公司管辖。

2005年，全路裁撤铁路分局建制，实行站段直管，乌苏站属乌鲁木齐铁路局奎屯车务段管辖，现为四等站。

随着铁路历次提速，乌苏站在2019年2月1日前已没有客运列车停靠，停止了客运业务。

2019年2月1日，乌苏市隆重举行火车站客运业务开通启动仪式，中国铁路乌鲁木齐局集团公司客运部副主任蔡江，乌苏市委书记周晨，市委副书记、市长阿达力别克·巴合提汗，市人大常委会党组副书记、主任米合热古丽·斯德克，市委常委、常务副市长巩红星，市委常委、宣传部部长葛俐及市直各相关部门、街道负责同志、部分党员干部、社区居民代表参加了启动仪式。