En 1880, la ligne de chemin de fer entre Nantes et Challans est prolongée jusqu'à La Roche-sur-Yon, elle passe alors par Commequiers où la gare est construite.
Un an plus tard, celle-ci devient une plaque tournante importante dans le trafic ferroviaire local. Une antenne desservant Saint-Gilles-Croix-de-Vie est construite par la suite, qui se raccorde à la ligne principale au nord du bourg, ce qui impose notamment aux convois venant de Nantes de rebrousser chemin depuis la gare de Commequiers pour desservir le port vendéen.
Son statut de gare de correspondance explique l'importance des installations (bâtiment voyageur, dépendances, plaque tournante et château d'eau)
L’importance du trafic, avec les trains qui transportaient engrais, céréales, matériaux de construction, charbon et surtout bestiaux a nécessité l’installation d’un hôtel dans une maison bâtie en 1895. Ce nouvel hôtel situé en face de la gare est baptisé « Hôtel du chemin de fer ». Dans la même année, la création du restaurant de la gare fît son apparition.
Fermée en 1940, la ligne est remise en circulation sous l’occupation, et ce jusqu’en 1970. À partir de 1970, cette ligne est fermée pendant la période hivernale.
Une réouverture totale de la desserte, en 1982, donne l'occasion d'effectuer une modification du tracé : ainsi la ligne est en partie déferrée entre La Roche-sur-Yon et le pont sur le Ligneron (situé à mi-chemin entre Soullans et Commequiers). Tandis qu'un nouveau tronçon est construit au nord de la commune, permettant une liaison directe Nantes-Saint-Gilles-Croix-de-Vie (avec un gain de temps d'environ 30 min), la gare de Commequiers n'est plus dès lors desservie. La gare fut fermée au service voyageurs en 1982.
Seule une section de l'ancienne ligne située entre Commequiers et Coëx est préservé, elle est aujourd'hui transformée en vélorail à usage touristique.
