Станція Верхньодніпровськ виникла 1884 року під час прокладання ділянки Запоріжжя-Кам'янське — Любомирівка (нині — станція Верхівцеве) Катерининської залізниці. На той час станція перебувала просто в полі, тому назву отримала від найближчого великого міста — Верхньодніпровськ. Саме місто було названо так, бо знаходиться вище за течією річки Дніпро від губернського міста Катеринослава (нині — Дніпро). Нині станція розташовується в селищі Новомиколаївка, яке виникло навколо станції значно пізніше — у 1917 році. Під час Другої світової війни станція була вщент зруйнована, а жодна будова не збереглося до наших часів. За 200 метрів від станції знаходиться братська могила воїнів і меморіал.
У другій половині XX століття був побудований сучасний вокзал, який виконаний у вигляді букви «L» і складається з двох об'ємів: двоповерхової — зі службовими приміщеннями та одноповерхової — з пасажирським залом. Будівлю прикрашають високі, майже на всю висоту будівлі вікна, це також має і практичний сенс, адже дозволяє економити на освітленні залу чекання у денний час доби. У торці будинку з боку вулиці розташувалися додаткові каси, накриті загальним з вокзалом дахом, проте нині вони не працюють. Вокзал відноситься до острівного типу — колії знаходяться по обидві сторони вокзалу, але пасажирська платформа знаходиться тільки на ділянці Верхівцеве — Запоріжжя-Кам'янське.
1964 року побудована невелика ділянка до залізничної станції Дніпровська, з тих пір станція стала вузловою. У напрямку станції Дніпровської пасажирський рух відсутній.
