1965年11月，对山西煤炭外运，加强首都战备起着重要作用的京原铁路自石景山南站开工。

1971年，云彩岭站建成。

1971年10月30日，京原铁路全线贯通。

1972年12月31日，京原铁路开启运营，云彩岭站交付使用，时属北京铁路局北京铁路分局管辖。

2005年3月18日，全路裁撤铁路分局后，属北京铁路局石景山车务段管辖，车站等级为四等站。

2007年4月18日，北京铁路局将云彩岭站的车站类别由客货运站调整为乘降所，并撤离部分员工，取消售票业务，仅保留必要值班人员及货运营业人员。云彩岭站由石景山车务段直属改为涞源站代管。

2015年1月1日，原石景山车务段合并至北京西车务段。云彩岭站改属北京铁路局北京西车务段管理。车站等级维持原等级不变。