日大正八年(１９１９年)日本政府為興建日月潭發電廠運送材料，興建由二水通往通往今水里鄉車埕之縱貫鐵路集集支線，並於大正十一年(１９２２年)元月十五日通車。

站房構造為「木造平家切妻洋小屋」意指木構造、斜屋頂、歐式衍架的一層樓建築，為全檜木建築，佔地29.4坪，追分火車站，同為木造平家切妻洋小屋。

昭和五年(１９３０年)左右是集集香蕉最興盛之時期，當時集集、社寮、秀峰、乃至中寮等地所產之香蕉均運至集集集貨場，再經由集集線鐵路運往基隆或高雄外銷日本、韓國等地，集集站乃成為附近地區之交通門戶及農產品集散中心，商旅往來極為頻繁。

民國七十年代末期，以集集站為背景拍攝「慈母心、豆腐心」豆腐廣告，使集集火車站名噪一時。

而集集車站在九二一地震中，被震得向東傾斜二十三度，鐵路局原本估計以約500萬元預算，拆除後以鋼筋水泥重新興建，但在文化保存人士的奔走搶救下，才免於被拆除的命運；並在各單位慷慨捐助下，集集火車站才得以採原地、原貌、原建材的修復古蹟方式復建；雖然所費不貲，卻讓許多集集人的回憶得以保留與傳承，這也是台灣為傳承歷史記憶而保留的歷史建築的先例，使得集集火車站更顯得彌足珍貴！