Stasjonen var tegnet av Gudmund Hoel og var ferdig i 1917, to år før den ble tatt i bruk, og erstattet Notodden gamle stasjon som hadde vært endestasjon på Tinnosbanen siden den ble åpnet i 1909. Driften på Tinnosbanen opphørte i 1991, mens jernbanestrekningen sørfra ble forlenget 800 meter nærmere sentrum til Notodden kollektivterminal, som dermed erstattet Notodden nye stasjon i 2004.