Si l'arrêt semble avoir été créé en 1850, la gare ne fut construite qu'en 1880 sous le nom de « gare d'Épinay » par la Compagnie des chemins de fer du Nord selon une architecture propre aux gares de bifurcation, comme pour celle d'Eu.
Elle prit le nom de Gare d'Épinay — Villetaneuse en 1908 lors de la création de la nouvelle gare d'Épinay-sur-Seine, sur la ligne dite des Grésillons (actuellement incorporée dans la branche nord du RER-C).
La ligne Épinay - Persan - Beaumont via Montsoult fut ouverte par la compagnie des chemins de fer du Nord en 1877, l'embranchement Montsoult - Luzarches en 1880.
À Épinay — Villetaneuse se trouvait une correspondance avec la ligne de Grande Ceinture, qui était dotée de sa propre gare, située sur la même place que celle des Chemins de fer du Nord. Très tôt désaffectée, puisqu'elle était occupée par le café de la gare au début du XXe siècle, elle a perdu son usage ferroviaire lors de la suppression du trafic voyageurs de la ligne en 1939, cette gare de Grande Ceinture a été démolie au cours des années 1990.
Les quais de la gare, actuelle gare Transilien |
Plusieurs lignes de bus sont en correspondance :
Vers 2014, la gare d'Epinay — Villetaneuse sera en correspondance avec la Tangentielle Nord.