La gare a été inaugurée le 1er mai 1854.
Le 6 juin 1915 à 00h30, la locomotive Compact no 4561 tractant un convoi de 39 wagons en provenance de Limoges s'emballe près de Celon et vient s'écraser dans la gare d'Argenton sur un train en manœuvre. Les wagons détruits s'empilent en chaos dans la tranchée du pont de Saint-Paul. La circulation ferroviaire ne sera rétablie que le 10 juin.
Le 9 juin 1944 au matin, la gare est le théâtre d'un combat entre un détachement militaire allemand et un groupe de Résistants, commandé par le colonel Roland Despains. Ce combat dont les Résistants sortent victorieux a été suivi par le Massacre d'Argenton-sur-Creuse. Au cours des évènements de cette journée, plusieurs cheminots et voyageurs sont tués, blessés ou pris en otage, malgré les interventions de M. Vautrin, chef de gare, qui parle allemand et joue à plusieurs reprises un rôle déterminant pour sauver le maximum de son personnel.
Le 31 août 1985, un train Corail reliant Paris-Austerlitz à Port-Bou déraille peu après la gare, du fait d'une vitesse excessive. La vitesse avait été limitée à 40 km/h pour travaux sur la voie, le convoi est passé à environ 100 km/h, tandis que le freinage d'urgence se déclenchait entraînant un déraillement d'une bonne partie des voitures du train, notamment deux voitures qui engageaient le gabarit de l'autre voie. Au même moment arrivait un train postal en provenance de Brive-la-Gaillarde et à destination de Paris, dans l’autre sens ; la locomotive de ce dernier s'est encastrée dans les deux voitures engageant le gabarit. L'accident fit 43 morts. La cause est due à une superposition de signaux, ayant rendu très difficile la compréhension de la signalisation applicable par le conducteur.
A partir de la Gare... la voie verte recommence
La communauté de communes du pays d'Argenton-sur-Creuse à décidé d’aménager une voie verte entre Argenton-sur-Creuse et Chavin.
Celle-ci est inaugurée en juin 2017