桓台火车站建于上世纪70年代。

2013年，因铁路电气化改造，车站停办客运业务。

2023年，桓台站启动提升改造工程， 新建客运站房单层建筑面积370平方米，可同时容纳330人候车，计划投资约300万元。

2024年1月10日，桓台站恢复办理客运任务。