Nakon donošenja odluke o izgradnji pruge Sombor-Subotica-Segedin, 1864. godine na savetovanju u Subotici, osnovan je Odbor za izgradnju železnice u Somboru. Pet godina kasnije, 11. septembra, prvi voz je ušao u novoizgrađenu stanicu. Svečanom ulasku prvog voza u Sombor, uz brojne građane i celokupno gradsko rukovodstvo, prisustvovao je i mađarski državni sekretar. Do 1870. godine pruga je produžena od Sombora do Sonte i Bogojeva. U narednim godinama dve novoizgrađene železničke trase povezale su Sombor sa Novim Sadom i Bajom 1895. godine, Bečejem 1906. i Apatinom 1912. godine. Ove linije su bile lokalne vicinalne. Sombor je postao značajno železničko čvorište, što mu je dalo novi podsticaj za ekonomski napredak i brži razvoj trgovine.
Centralna železnička stanica planirana istovremeno sa železničkom prugom izgrađena je daleko od urbanog jezgra, na severnoj periferiji grada. Zgrada stanice je bila tipična zgrada prvog tipa. Stanična zgrada je bila jednospratna, sa dva bočna prizemna krila i centralnim delom krunisanim timpanonom. Otvori nadvišeni segmentnim lucima bili su uokvireni ukrasom od opeke. Stanica je projektovana po tadašnjim arhitektonsko-građevinskim standardima, u svemu nalik na stanične zgrade u drugim većim centrima Habzburške monarhije.
Pruga je povezivala sva okolna sela i brojna seoska naselja sa Somborom. Železnička infrastruktura je dopunjena sa dva mosta preko Velikog bačkog kanala, na pruzi prema Bogojevu.
Sombor je u međuratnom periodu ostao značajan železnički centar. Prvog dana Drugog svetskog rata, tokom nemačkog napada na Kraljevinu Jugoslaviju, železnička stanica je znatno oštećena u bombardovanju. Stanična zgrada je renovirana tokom rata. Centralni deo je pretrpeo značajne promene u pogledu svog oblika i stila, obzirom da je timpanon zamenjen stepenastim zabatom. Ispred nekadašnjeg glavnog ulaza je zatvoren trem, nadvišen terasom sa ogradom od kovanog gvožđa. Ostali delovi i elementi zgrade ostali su nepromenjeni. Intervencijom su uvedeni modernistički elementi koji su odudarali od estetike prvobitne zgrade.
Skoro jedan vek somborska železnička stanica je bila ključna tačka grada, prozor u svet. Međutim, šezdesetih godina 20. veka, kada je železnički saobraćaj pao u senku drumskog, železničke linije su postepeno zatvarane, a stanična zgrada zapuštena.
