Станция III класса в Вышнем Волочке была открыта в августе 1849 года между узловыми станциями Бологое и Лихославль. В конце XIX века на месте деревянного вокзала возвели современный каменный, способный принимать больший пассажиропоток. Типовые станции обычно строили с одной стороны дороги, но Вышний Волочек выделяется на их фоне: он имеет два здания по бокам от путей, соединенные пешеходным мостом. Раньше мост был крытым деревянным, но в годы Великой Отечественной войны он был разбомблен, а восстановлен уже без крыши. Сохранились оригинальные чугунные лестницы с заклепками и коваными деталями. Кое-где на полах еще лежит метлахская плитка конца XIX века.
Вокзал в Вышнем Волочке в начале XX века.
Перегон Вышний Волочек — Тверь стал первым в Тверской губернии участком Николаевской железной дороги, на котором было открыто движение. В сентябре 1849 года поезд привез на станцию первых пассажиров. Этот участок возглавлял инженер Корпуса путей сообщения, капитан Николай Ильич Миклуха (1818–1857), отец этнографа и путешественника Н. Н. Миклухо-Маклая. В 1851 году Н. И. Миклуха стал первым начальником Николаевского (ныне Московского) вокзала в Петербурге. По его инициативе и впервые в мировой практике для защиты от снежных заносов была устроена живая изгородь из елей.
