苏家屯站时期
苏家屯火车站的历史最早开始于1903年(清光绪二十九年)。沙俄修筑的通往哈尔滨至大连的铁路通车之后,即在苏家屯和沙河(今林盛堡)建立火车站。时称“东清铁路南满支路”。
1905年,沙俄军队放火烧毁苏家屯火车站。是年八月,日本以军事需要为由修筑了由安东(丹东)到沈阳的安奉铁路。次年,日本接管长春至大连的南满铁路及其铁路沿线的附属地,正式成立南满洲铁道株式会社,并攫取苏家屯火车站附近的区域辟为“铁路附属地”。
1944年和1945年,美军飞机两次轰炸苏家屯火车站,逼迫日本军队投降。
沈阳南站时期
随着城市的发展和变迁,原有的火车站越发的破旧,遂于1998年拆除原来日俄时期修筑的火车站,新火车站于当年12月25日正式投入使用,同时苏家屯火车站更名为沈阳南站。
2010年1月28日零时起,沈阳南站又重新更名为苏家屯站。“沈阳南站”的名字,将用于浑南和苏家屯交界处一处新建的火车站。
沈阳南站新建工程开始于2010年9月3日,计划于2013年6月末竣工,总工期为三年;由于多方原因一度停工,竣工日期推迟至2015年8月。预计2020年发送旅客1772万人/年;2030年发送旅客4054万人/年。