（昭和7年）山海关被日本攻占后，车站和古北口站成为满洲国和中华民国的边境车站，车站内设有出入国手续办理、审查、检疫、海关、银行等部门。1945年8月15日日本宣布投降，但驻守山海关的军队依旧不肯投降，拒绝撤离山海关。8月30日，由八路军16军分区部队和苏联红军组成的联军向车站及山海关城发起进攻，随后攻克了山海关。1948年11月27日，中共在辽沈战役接管车站。1949年10月，车站决定在既有站场以东3.5公里新建编组场。1971年和1972年，山海关站又进行了两次大规模扩建改造，改造后日均办理列车辆数达