Pembangunan Stasiun Temanggung untuk mengakomodir jalur kereta antar daerah di sekitarnya. Jalur kereta api yang dibuka oleh pemerintah kolonial antara Secang-Parakan, berhenti di Stasiun Temanggung tepat di tengah diantara kedua wilayah tersebut. Untuk dari arah Secang ke Temanggung jalur kereta api mulai beroperasi pada 3 Januari 1907, sedangkan dari arah Temanggung menuju Parakan mulai dijalankan 1 Juli 1907.
Seorang tokoh yang masyhur ketika pembangunan jalur Secang-Temanggung-Parakan adalah Ho Tjong An. Seorang yang berkebangsaan Cina ini berperan sangat vital, karena dirinya menempatkan sebagai pemborong (aannemer). Menurut kepercayaan, jalur kereta api Temanggung menuju daerah sekitar sengaja dibuat memutar, karena jika melintasi jalur yang dilarang akan tergelincir. Terbukti pada Maret 1916, peristiwa tergelincirnya gerbong kereta sebelum sampai ke Secang, namun hanya kerusakan material tanpa korban jiwa.
Arsitektur bangunan Stasiun Secang mirip dengan stasiun-stasiun Parakan, bergaya “Chalet NIS” beratap pelana dengan dinding batu bata yang dibiarkan terbuka tanpa diplester. Ciri khas bangunan stasiun Nederlandsch-Indische Spoorweg-Maatschappij yaitu sayap berupa tonjolan dinding di kanan dan kirinya nampak jelas pada bangunan ini. Dahulu Statsiun Temamnggung mempunyai overkapping kayu yang menaungi dua jalur rel di emplasemennya. Tapi overkapping sudah tidak ditemukan lagi.
Kondisi bangunan saat ini terawat namun ada bangunan tambahan di depannya yang menyatu dengan bangunan lama.
