История Дмитровского вокзала начинается с конца XIX века, когда строилась железная дорога от Москвы до станции Савелово Тверской области. Ветка должна была пройти через Дмитров, и в 1901 году здесь было построено здание вокзала.
Во время Великой Отечественной войны от Дмитровской станции действовал бронепоезд № 73 НКВД под командованием капитана Малышева.