La gare a été mise en service en 1879 par une société privée : la Compagnie du chemin de fer de Virton.
Désormais SNCB, elle se situe sur la ligne 165 qui relie Libramont à Athus.
Elle se situe plutôt dans le faubourg de Saint-Mard, comme en atteste son ancienne appellation "Gare de Virton - Saint-Mard".
La desserte voyageurs a été interrompue entre 1984 et fin 2006, à la suite de la fermeture des sites sidérurgiques d'Athus et de Longwy. Mais elle a ensuite été restaurée et la gare modernisée.