Klaipėdos geležinkelio stotis pastatyta XIX a. pab., kai 1872-1875 m. buvo nutiesta geležinkelio linija Klaipėda-Tilžė. 1906 m. šalia pagrindinės stoties buvo nutiesta siaurojo geležinkelio linija, bet po II Pasaulinio karo jo bėgiai buvo išardyti.
Šalia geležinkelio stoties 2002 m. pastatyta bronzinė skulptūra „Atsisveikinimas“