La décision de créer une voie de chemin de fer entre Nantes et Châteaulin, via Napoléonville (Pontivy), est prise par décret impérial n°2831 du 14 juin 1855. Le tronçon Quimper-Châteaulin est inauguré le 12 décembre 1864. Le tronçon Châteaulin-Landerneau, non prévu dans la convention de départ, est inauguré le 16 décembre 1867.

La jonction avec la gare de "Châteaulin-ville" éloignée d'une distance de 2 km, se fait le 11 août 1907. Quant à la liaison avec Camaret elle est effective le 14 juin 1925, via Crozon (1923).

Les infrastructures ferroviaires ont été complétées au grès des évolutions techniques et de l'activité économique de la commune et des alentours. Le magasin-germoir de la société Solanum-Tourneur a été construit en 1946 dans un contexte de forte activité liée à la pomme de terre : 40 000 tonnes de pommes de terre transitent en gare de Châteaulin en 1948-1949.