El desarrollo de las comunicaciones por vía férrea en la segunda mitad de siglo XIX convirtió a Aranjuez en un importante nudo ferroviario, lo que planteó la necesidad de construir una nueva estación que sustituyese a la primitiva, situada frente a la Plaza de Armas del Palacio Real, y diese servicio a la Compañía de los Ferrocarriles de Madrid a Zaragoza y Alicante (MZA). Tras la construcción en 1908 de un edificio provisional, en 1922 se iniciaron las obras de la actual estación que concluirían en 1927.

La estación original, cercana a palacio, fue sustituida en 1929 por el impresionante edificio de estilo neomudéjar que vemos hoy, situada en la calle Plaza de la Estación, el edificio de la actual estación de ferrocarril es de estilo neomudéjar; formado por una nave rectangular alargada, con un cuerpo central más elevado que el resto, albergando en su torre un gran reloj; es aquí donde se encuentra la entrada principal y el vestíbulo. A ambos lados del cuerpo central, se levantan dos naves más bajas, con otros dos pabellones en los extremos que sobresalen del resto. El material utilizado en la fachada es ladrillo rojo visto, con azulejos decorativos. En la parte trasera, existen tres andenes, cada uno protegido por marquesinas con columnas de hierro.