Die erste Eisenbahn Württembergs fuhr am 5. Oktober 1845 mit König Wilhelm I von Cannstatt nach Untertürkheim. Offizielle Betriebsaufnahme am 22. Oktober 1845.

Das heutige Bahnhofsgebäude wurde während des Ersten Weltkriegs - im Zusammenhang mit dem Stuttgarter Hauptbahnhof - nach Plänen von Martin Mayer anstelle eines älteren Betriebsgebäudes erbaut.

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