Selain melalui jalur Jalan Raya Pos dan Sungai Cisadane, inilah sarana transportasi utama yang menghubungkan Tangerang dan daerah sekitarnya. Diresmikan pada 2 Januari 1889, berdirinya Stasiun Tangerang bertepatan dengan dibukanya jalur kereta api Duri-Tangerang.
Dibukanya jalur kereta api Duri-Tangerang tidak terlepas dari peran Tangerang sebagai daerah penghasil kerajinan, selain juga transit hasil perkebunan dari daerah Serpong. Karenanya, Staatspoorwagen (Badan Perkeretaapian Belanda) membuka jalur Duri-Tangerang sepanjang 19 kilometer dan melewati delapan stasiun.
Jalur Duri-Tangerang sempat ditutup antara tahun 1973 sampai 1975. Pendapatan yang tidak mampu menutupi biaya operasi menjadi alasan penutupan tersebut. Jalur ini lalu dibuka kembali pada tahun 1976 (setelah mengalami renovasi) sejalan dengan diresmikannya kawasan Jabodetabek.
Pada awalnya, Stasiun Tangerang memiliki lima jalur. Saat ini, stasiun ini memiliki empat jalur – dua jalur di antara merupakan jalur yang sama seperti ketika stasiun ini pertama kali dibangun.
Bangunan stasiun sudah mengalami banyak perubahan. Terlebih, pada tahun 2000, sempat terjadi kebakaran yang menghanguskan bangunan stasiun di sisi timur. Bangunan asli yang di masa lalu didominasi oleh kayu pun sekarang berubah menjadi tembok dari semen dan batu bata.
Beberapa bagian asli yang masih tetap dipertahankan hingga saat ini di antaranya jendela dan pintu besar yang sangat berat. Selain itu, di sisi barat stasiun (berada di luar area stasiun), terdapat sebuah sumur berdiameter sekitar 5 meter. Sumur yang oleh warga sekitar disebut Sumur Gede ini dulunya difungsikan sebagai sumber air untuk mengoperasikan mesin uap kereta api. Saat ini, sumur tersebut digunakan warga sekitar sebagai sumber air bersih.
Sejak tahun 1992, bangunan Stasiun Tangerang tidak hanya menjadi sarana transportasi masyarakat. PT Kereta Api Indonesia menetapkan bangunan ini sebagai bangunan cagar budaya.
