Theo các tài liệu hỏa xa thời Pháp còn được lưu trữ, Ga Vinh chính thức được bắt đầu xây dựng vào quý II năm 1900. Đây là một trong năm tuyến đường sắt (ĐS) Đông Dương được Chính phủ Pháp đầu tư khoảng 200 triệu france, nhằm tăng cường vơ vét tài nguyên, khai thác thuộc địa và phục vụ cho việc tổ chức lực lượng đàn áp phong trào cách mạng.

Ngày 17-3-1905 được xem là “ngày sinh nhật” của Ga Vinh bởi đây cũng chính là ngày đoàn tàu hơi nước đầu tiên hú còi xin đường vào ga sau hành trình dài 300 km từ Hà Nội đến Vinh. Từ đấy, Ga Vinh cùng Nhà máy Xe lửa Trường Thi được đặt dưới sự quản lý của Đặc khu ĐS Bắc Trung kỳ. Đây cũng là thời kỳ bắt đầu hình thành đội ngũ công nhân ĐS khu vực Vinh - Bến Thủy, hạt nhân của phong trào cách mạng sau này. Tháng 8-1928 chi bộ đầu tiên của Việt Nam thanh niên cách mạng đồng chí hội được thành lập từ trong chính đội ngũ công nhân ĐS.

Ngày 25-4-1930, hơn 200 công nhân ĐS Ga Vinh và Nhà máy Xe lửa Trường Thi ở xóm thợ Bắc Kỳ đã nhất tề đứng dậy cùng nông dân xuống đường đấu tranh đòi tự do, cơm áo, chống áp bức bóc lột, mở đầu cho cao trào đấu tranh Xô Viết Nghệ Tĩnh vang dội khắp năm châu. Những người công nhân ĐS được tôi luyện trong thực tiễn công tác hỏa xa đã có sự chuyển biến sâu sắc về mặt lý luận, đủ sức đảm đương vai trò hạt nhân của phong trào cách mạng vùng Nghệ Tĩnh. Đây cũng là những hạt nhân đi đầu trong phong trào cách mạng mùa thu tháng Tám lịch sử của dân tộc.

Sau Cách mạng Tháng 8 không lâu, thực dân Pháp quay lại miền Bắc nước ta, cuộc kháng chiến toàn quốc bùng nổ. Cán bộ công nhân viên (CBCNV) Ga Vinh lại cùng nhân dân thành phố Đỏ anh hùng tiêu thổ kháng chiến, cất giấu đầu máy toa xe không cho máy bay địch đánh phá. Hàng chục thanh niên trai tráng đang công tác tại Ga Vinh đã lên đường tòng quân giết giặc theo tiếng gọi thiêng liêng của Tổ quốc “cảm tử cho Tổ quốc quyết sinh”.

Hòa bình lập lại, CBCNV Ga Vinh tập trung hàn gắn vết thương chiến tranh, sớm khôi phục lại việc chạy tàu. Ngày 19-5-1964, đúng vào dịp cả nước kỷ niệm 74 năm ngày sinh Hồ Chủ tịch, trong niềm vui hân hoan của hàng vạn đồng bào dọc 2 bên ĐS, Ga Vinh vinh dự chào đón đoàn tàu đầu tiên kéo còi vào ga. Đây thực sự là một vinh dự lớn cho Ga Vinh, một đầu mối giao thông quan trọng trên quê hương Hồ Chủ tịch, một vùng nổi tiếng về truyền thống hiếu học và ý chí cách mạng kiên cường. Khó thể ghi lại hết những cảm xúc của CBCNV Ga Vinh khi đón đoàn tàu xuất phát từ Ga Hà Nội đưa đoàn cán bộ Trung ương vào thăm Làng Sen - quê Bác hôm đó. Nhiều năm sau này, trong công cuộc đổi mới của ngành ĐS, ngày 19-5 thường được chọn làm mốc thời gian để thực hiện rút ngắn hành trình tàu khách Thống Nhất.

Trong những năm tháng hào hùng của cuộc kháng chiến chống Mỹ cứu nước, Ga Vinh được biết đến như là một trong những đầu mối giao thông quan trọng nhất miền Bắc để chi viện cho chiến trường miền Nam. Ngày 5-4-1965, sau “sự kiện vịnh Bắc Bộ”, giặc Mỹ điên cuồng đánh phá miền Bắc, ngày đêm máy bay địch thả xuống khu vực nhà ga hàng chục, hàng trăm trái bom. Cao điểm nhất là ngày 10-4-1972, máy bay B52 liên tục quần thảo trên bầu trời Vinh, địch đã ném hàng ngàn tấn bom các loại xuống khu vực nhà ga. Trong khói bom, tự vệ Ga Vinh vừa bắn trả máy bay, tàu chiến địch, vừa phải bảo đảm huyết mạch giao thông. Hàng chục ngàn tấn vũ khí, lương thực... đã được các đoàn goòng xuất phát từ Ga Vinh đi vào chiến trường theo kiểu “chạy tàu không ga”, “ghi di động”... Hàng chục lần Ga Vinh phải di chuyển, phải sơ tán đầu máy toa xe ra khỏi khu vực trọng điểm địch đánh phá. Máu của những người công nhân ĐS đã đổ, nhiều đồng chí vĩnh viễn ra đi không ngày trở về... Điển hình nhất phải kể đến các chiến sĩ công an ĐS Ga Vinh (thuộc Ty công an ĐS) - những người đã không quản ngày đêm, bom đạn... đảm bảo cho giao thông thông suốt. Đồn công an Ga Vinh đã được nhà nước phong tặng danh hiệu Anh hùng lực lượng vũ trang. Bên cạnh đó, hàng chục CBCNV Ga Vinh đã được tặng thưởng Huân chương chống Mỹ cứu nước, Huy chương Vì sự nghiệp giao thông...

Khi đất nước hòa bình thống nhất, Ga Vinh được xây dựng lại từ những đống gạch đổ nát trong chiến tranh cùng việc Đảng và Nhà nước chủ trương sớm khôi phục lại tuyến ĐS Bắc - Nam. Ngày 13-9-1976, Tổng cục ĐS ra quyết định chuyển Ga Vinh về trực thuộc Ban quản lý ĐS 1 cho đến ngày 1-4-1979 được Bộ Giao thông vận tải ra Quyết định 2580/BGTVT chuyển về Quận ĐS1. Khi cả nước bước vào thực hiện kế hoạch 5 năm lần thứ 3 (1981-1985), ngành ĐS được chuyển đổi mô hình thành 5 công ty, bấy giờ Ga Vinh lại trực thuộc Công ty Vận tải đường sắt khu vực 3.

Bắt đầu từ Đại hội Đảng toàn quốc lần thứ VI (nhiệm kỳ 1986-1990), Đảng chủ trương đề ra đường lối đổi mới, cả đất nước bước sang một trang sử mới. Ngành ĐS được Chính phủ tổ chức lại theo mô hình Liên hiệp đường sắt Việt Nam (ĐSVN), kể từ ngày 9-3-1989 Ga Vinh là ga hạng 2 trực thuộc Hạt Vận chuyển Nghệ Tĩnh - đơn vị cơ sở của Xí nghiệp Liên hợp vận tải đờng sắt khu vực 1.

Từ tháng 11-2003, thực hiện mô hình tổ chức mới, Liên hiệp ĐSVN được chuyển đổi thành Tổng công ty ĐSVN, Ga Vinh được trở thành ga hạng 1, trực thuộc Công ty Vận tải hành khách đường sắt Hà Nội. Hơn 30 năm, sau ngày đất nước thống nhất, Ga Vinh đã có những bước lớn mạnh vượt bậc cả về cơ sở vật chất và chất lượng đội ngũ cán bộ công nhân phục vụ. Trước đây, Ga Vinh được biết đến như là đầu mối giao thông ĐS phức tạp, thường xuyên mất trật tự an ninh, phong cách phục vụ thì cửa quyền, hách dịch, là “nỗi khiếp sợ” thực sự cho các hành khách có dịp ghé thăm thành phố Đỏ. Sân ga luôn trong tình trạng lầy lội, mất vệ sinh với các trang thiết bị phục vụ nghèo nàn, cũ kỹ...

Giờ đây, bộ mặt nhà ga đã thay đổi đến không ngờ với hệ thống vườn hoa, cây cảnh được chăm sóc công phu, tỉ mỉ. Sân ga rộng và sạch, mát với hệ thống chỉ dẫn được bố trí thuận lợi cho hành khách đi tàu. Hành khách có thể mua vé tại quầy, mua tại nhà qua điện thoại..., và được thường xuyên tiếp xúc với những nụ cười “rất Nghệ”. Đến nay, Ga Vinh là ga đầu tiên và duy nhất thuộc Tổng công ty ĐSVN được đầu tư lắp đặt hệ thống điều khiển chạy tàu tập trung Domino 70-E của Hãng Siemens (Thụy Sĩ). Điều này cho phép trực ban chạy tàu ga có thể khống chế toàn bộ các thiết bị quay ghi, đảm bảo an toàn tuyệt đối, đồng thời giảm cường độ lao động cho các chức danh chạy tàu. Cùng với việc đảm bảo tăng trưởng hàng năm từ 5-10%, Ga Vinh luôn đặt vấn đề an toàn lên hàng đầu, thực hiện phương châm: an toàn để phát triển, phát triển phải an toàn.

Được công tác tại một trong những nhà ga có bề dày lịch sử nhất ngành ĐS, được sống trên quê hương giàu truyền thống cách mạng, mảnh đất tự hào đã sinh ra người anh hùng dân tộc vĩ đại nhất trong lịch sử nước nhà, 200 CBCNV Ga Vinh luôn lấy đó là niềm vinh dự. Phải biết viết tiếp truyền thống lịch sử bằng chính sự nỗ lực phấn đấu không mệt mỏi của ngày hôm nay - đó chính là mệnh lệnh từ mỗi trái tim mãi còn chứa đẫm chất thợ “Xe lửa Trường Thi” năm xưa.