ההחלטה על בניית התחנה התקבלה ב-1873 כנקודה על קו הרכבת הצבאי שחיבר בין ברלין, מץ, גוסטן, וצלר וטריר. בעת פתיחת התחנה ב-1879 היא נקראה הונדקהלה (Hundekehle) על שם האגם הסמוך, וקיבלה את שמה הנוכחי ב-15 באוקטובר1884, כאשר התחנה שנקראה עד אז גרונוולד נפתחה מחדש תחת השם הלנזה (Halensee). אולם הכניסה עוצב על ידי האדריכלקרל קורנליוס בשנת 1899. הוא בנוי מלבנים מטויחות בחלקן, ונראה כשער טירה, ובראשו שבשבת בצורת קטר שמעוצבת כסמל אצולה. באותה שנה נבנו גם שתי מנהרות הגישה לרציפים, שאחת מהן עדיין נמצאת בשימוש היום. ב-1879 היו בתחנה ארבעה רציפים – שלושה ראשיים ואחד צדדי. ב-11 ביוני1928 חוברה התחנה לרשת החשמל של קווי רכבת ה-S, ושניים מהרציפים בוטלו. התחנה עברה שיפוץ מקיף בשנים 2010–2011 והונגשה לבעלי מוגבלויות.
רציף 17
במהלך תקופת השואה שימש מסוף המטענים הצמוד לתחנה כאחת הנקודות הראשיות לגירוש יהודי ברלין. המשלוח הראשון יצא מהתחנה ב-18 באוקטובר1941 וגורשו בו 1013 יהודים. הרכבות יצאו מרציף 17 (בגרמנית: Gleis 17) אל גטאות לודז', ורשה וריגה, ומשנת 1942 ישירות אל מחנה ההשמדהאושוויץ ומחנה הריכוזטרזין. 35 רכבות נשלחו מרציף 17 לאושוויץ ועליהן 17,000 יהודים. עד לתום המלחמה ב-1945 גורשו דרך התחנה למעלה מ-50,000 יהודים.
הנצחת הגירושים
חברת הרכבות הגרמנית לא הכירה בחלקה בשואה במשך שנים ארוכות, ורק בשנות השמונים והתשעים של המאה ה-20 נחשף חלק זה בהיסטוריה של תחנת גרונוולד, ובמקום הוקמו כמה גלעדים להנצחת היהודים שגורשו.
את הגלעד הראשון הקימה קבוצת נשים אוונגליסטיות מגרונוולד ב-18 באוקטובר1987, לציון יום השנה ה-46 למשלוח הראשון. הגלעד כלל שני אדני רכבת שעליהם מונח אדן שלישי עם לוח נחושת שעליו נחקק בגרמנית: ”אנו זוכרים / 18 באוקטובר 41 / 18 באוקטובר 87”. לוח הנחושת נגנב והוצב מחדש רק ב-2005, הפעם עם הכיתוב ”לזכרם של אלה שגורשו מתחנה זו. 18 באוקטובר 1941 – 18 באוקטובר 1987”.
ב-3 באפריל1987 הוסר הלוט מעל לוח זיכרון נוסף שעליו נכתב בעברית ”לזכרון קרבנות השואה” ובגרמנית ”לזכרם של עשרות אלפי היהודים אזרחי ברלין אשר מאוקטובר 1941 ועד פברואר 1945 גורשו מכאן על ידי הצוררים הנאצים למחנות ההשמדה ונרצחו”.
ב-18 באוקטובר1991 נחנך הכבש המוביל לרחבת מסוף המטענים ביוזמת מועצת רובע וילמרסדורף והוסר הלוט מעל אנדרטה שתכנן האומן הפולני קרול ברונייטובסקי. האנדרטה היא קיר בטון שעליו מצוירות צלליות בני אדם ולצידו לוח הסבר ממתכת, המפרט גם את הצעדות שבהן הובלו היהודים אל תחנות הגירוש.
חברת הרכבות הגרמנית הכריזה על תחרות לעיצוב אנדרטה מרכזית שתנציח את חלקן של הרכבות תחת המשטר הנאצי. העיצוב שנבחר היה זה של צוות האדריכלים ניקולאוס הירש, וולפגאנג לורך ואנדריאה ונדל, שהציעו לחקוק לאורך שולי רציף 17, שממנו יצאו מרבית רכבות הגירוש, את פרטיהן של כל רכבות הגירוש שיצאו מהתחנה, בסדר כרונולוגי. בין לוחות הרציף נותר חלק ממסילת הרכבת המקורי. האנדרטה נחנכה ב-27 בינואר1998 לצד לוח זיכרון הנושא את השם ההיסטורי רציף 17 (Gleis 17), ומוביל אליה.
חברת הרכבות מעוניינת להרחיב את שטח התחנה ולבנות בה שטחי מסחר, אך מבקרים של תוכנית זו חוששים כי הבנייה תיעשה קרוב מדי לאנדרטה ברציף 17, ותיצור אווירה לא ראויה באזור שאמור לשמש לזיכרון.