1959年10月29日，滕县中心站成立，属兖州铁路办事处领导，滕县站由滕县中心站管辖。

1960年8月，滕县站候车室改建完成并投入使用。

1961年8月28日，滕县中心站撤销，滕县站直属兖州办事处。后兖州办事处又改为兖州车务段，滕县站由兖州车务段管辖。

1991年，滕县站在滕州市区西部距车站3.5千米处建货场1处。

1995年3月1日，滕县站更名为滕州站。

2004年12月31日，滕州站站房拆除重建。

2005年3月18日，滕州站站房重建完成并投入使用。

2009年5月至6月，滕州站进行高站台改造施工。9月25日，滕州站首次开行动车组列车。

滕州站位于中国山东省滕州市大同路1号，东邻临山路、天山路、永兴路，西近蟠龙河，北跨枣曹线，南跨长江西路，车站北距滕州汽车总站约4千米，东距滕州东站约10千米。滕州站在京沪铁路上行距界河站15.9千米，下行距南沙河站7.7千米。

截至2005年底，滕州站站房建筑面积8600余平方米。

截至2021年12月，滕州站候车室面积1260平方米，最多容纳1100多人同时候车；一站台长515米，二站台长520米，三站台长520米；一、三站台为高站台，高1.25米。

截至2021年12月，滕州站货运营业厅面积360平方米；货场面积21.9万平方米；仓库面积6320平方米；货运站台面积20700平方米。

截至2023年12月，滕州站站前广场面积约32700平方米。

滕州站主要客运设施分为站前广场、旅客候车室、售票厅、行李房。候车室设置母婴候车区、军人候车区、雷锋服务台等服务设施。站台全部设有风雨棚，1、3站台面为高站台，通过地下通道连接两个站台。

滕州站站前大同广场，设置人行道、绿化带、停车场、公共卫生间等设施。

截至2011年，滕州站站场规模为2台9线，途经滕州站的线路有京沪铁路。

2020年6月20日，滕州站实行电子客票，旅客乘车不需要再换取纸质车票，凭二代身份证直接刷卡即可进站乘车。

截至2021年12月，滕州站设有4台自动售票机，3台自动取票机，10个检票闸机。

据2024年1月中国铁路95306官网显示，滕州站主要办理旅客乘降等客运业务，办理行李包裹快运业务。

据2024年1月中国铁路95306官网显示，滕州站办理货场以及专用线货运业务；货场最大起重能力36吨，主要办理批量零散货物发到业务；共有1条专用线，专用线办理煤发送业务；不办理危险货物发送业务。

截至2018年3月，滕州站设置母婴室，设置休息座椅、婴儿小床、泡沫地板，室内还配备了电源插座、垃圾桶等基本设施，专门为母婴旅客提供私密、舒适的哺乳和候车空间。

截至2018年3月，滕州站内设有军人候车区，为军人候车提供便利。

截至2023年12月，滕州站站前广场设有停车场，方便旅客乘车。

2011年，滕州站共发送旅客109万人，共发送货物10582万吨。

2014年，滕州站共发送旅客1407300人，日均发送旅客3856人；货物发送348765吨，装车5554车。

2016年，滕州站共发送旅客145万人，日均发送旅客3943人，货物发送142794吨，装车3656车，卸车19199车。

2017年，滕州站共发送旅客157.17万人，日均发送旅客4306人；货物发送154877吨，装车3078车，卸车17430车。

2019年，滕州站发送旅客168.94万人；货物发送58万吨，装车9043车，卸车20897车。

2021年，滕州站发送旅客3.27万人；货物发送65.39万吨，装车9984车，卸车23789车。

截至2023年6月，途经滕州站的公交线路共有15条。

2003年3月5日，滕州站客运车间“雷锋班”成立。“雷锋班”秉承为旅客“全心服务，爱无差别”的理念，针对老弱病残等重点旅客的实际需要，开展“七送、八代、一救助”服务。

2018年春运前夕，滕州站候车大厅设置雷锋精神体验馆，方便更多职工和候车旅客随时进行观摩学习，让雷锋精神深入人心、代代相传。

滕州站是滕州市区最繁华的中心，这座历经百年的铁路车站，见证了滕州市的繁华巨变。（《滕州日报》 评）