Вокзал был построен в 1913–1915 годах по проекту архитектора Струкова. В этом месте, на 16 километре участка железной дороги «Москва-Смоленск» было ответвление от основной железнодорожной линии в сторону кирпичных заводов братьев Немчиновых. Из-за этого место считалось опасным: поезда должны были останавливаться «для спросу пути далее».
Платформа «Немчиновский пост» была открыта в 1875 году на месте этой обязательной остановки. Со временем название упростилось до одного слова «Немчиновка», при платформе возник дачный поселок.
В начале XX века назрела необходимость строительства полноценного вокзала.
Архитектура здания вокзала выдержана в традициях эклектики с преобладанием ампирных форм, которые сочетаются с элементами модерна. Немчиновка стала местом вдохновения Казимира Малевича, здесь бывали Маяковский, Есенин, Эйзенштейн, Татлин.
С 2019 года станция входит в инфраструктуру МЦД-1, здание вокзала не используется по назначению. Статус объекта культурного наследия обеспечит сохранность памятника для будущих поколений.