日据时期为了运送木材，日本政府兴建了二水到车程铁路，集集支线铁路於1922年通车，而集集车站刚好落於集集支线的中心点。西元1930年拆除了原车站并改建，兴建的车站改采用桧木建材占地共29.4坪。虽然集集车站在1999年所发生的九二一地震中严重倾倒，但整修过程中仍使用原相同建材，所以依然还是保留了老车站的风味。

集集支线是目前台铁所仅存的三条客运支线，另外两条支线为内湾线以及平溪线，集集线横跨了彰化县与南投县，途中经过了二水、源泉、浊水、龙泉、集集、水里、车埕七个车站，也是南投县内唯一铁路。

集集火车站每当到了假日，车站广场附近就挤满了来这边游玩的人潮，车站门口成为了争相拍照的地点，两旁也有铁道文物馆及商圈可以叁观，但对小朋友来说，最吸引的应该是停放在铁路文物馆後方的老火车头。

集集火车站兴建历史

1919年:为了运木材开始兴建二水到车程铁路
1922年:大正11年元月十五日通车集集支线铁路通车,集集火车站为本支线中心点

1930年:2月2日利用当时杨梅站站房拆卸之建材修建成目前之规模，据其原始工
程纪录，其站房构造为「木造平家切妻洋小屋」意指木构造、斜屋顶、
欧式衍架的一层楼建筑，为全桧木建筑，占地29.4坪
1930年:集集成为香蕉外销日本的集散中心，那几年可以说是集集最风光的时候

1986年:铁路局有意拆除集集线，经地方人士极力反对而免遭拆除之命运
1989年:民国78年11月1日改为简易站，由浊水站管理。
1989年:民国78年12月10日，改由二水站管理。
1991年:民国80年9月1日改为招呼站。
1994年:集集镇长林明溱致力於发展观光事业，车站绿化，辟停车场，争取战车陈
列，使得集集火车站逐渐恢复生机。
1996年:民国85年8月3日起集集站由集集镇公所代管并派员代售车票。
1999年:民国88年9月21日清晨1时47分，发生七·三的强烈地震，火车站严重倾倒。

集集站之修复工程经媒体披露後，引起外界之热烈回响。首先由联合报系
、中视公司、中广公司所联合发起之「凤凰基金计画」，率先捐款伍佰万
元，作为重建经费。惟经核算所需经费，需贰仟馀万元，其不足之数，後
经新企公司董事长叶宏清慷摡解囊补足，并以「实体捐赠」的方式复建。

2000年:民国89年01月06日催生环镇小火车。
2000年:民国89年09月20日站房主体工程开工。
2001年:民国90年05月15日站房主体工程竣工。
2001年:民国90年10月15日周边工程开工。
2001年:民国90年01月21日:集集支线震後复驶
2002年:民国91年01月15日周边工程竣工。
2002年:民国91年02月07日举行复建竣工启用典礼。