La gare de Dole-Ville a été construite d'après les plans de l'architecte Alfred Ducat et a été mise en service en juin 1855. Cette gare se trouve sur un axe très fréquenté dans la région Bourgogne Franche-Comté, à mi-chemin entre Dijon et Besançon.
C'est aussi une gare d'où part et arrive une grande ligne touristique jurassienne, appelée "la Ligne des Hirondelles", il s'agit d'une ligne de 123km à travers les paysages jurassiens entre Dole et Saint-Claude. Prenez de la hauteur entre Dole (ville natale de Louis Pasteur) à l'altitude de 200m à 948m d'altitude au niveau du col de la Savine avant d'arriver à Saint-Claude (capitale des pipiers et des lapidaires de diamants).
Cette ligne a été baptisée ainsi car d'après la légende, les habitants du Haut-Jura avaient l'impression que les ouvriers travaillant sur les viaducs "tutoyaient les hirondelles".