La estación de tren fue inaugurada el 13 de julio de 1876, al abrirse al tráfico el tramo Talavera de la Reina-Torrijos, de la línea que tenía previsto conectar Madrid con Malpartida de Plasencia buscando un enlace con la frontera portuguesa más directo al ya existente por Badajoz. Las obras corrieron a cargo de la Compañía del Ferrocarril del Tajo, la cual, en 1880, pasó a ser conocida bajo las siglas MCP, que aludían al trazado Madrid, Cáceres, Portugal, una vez finalizadas las obras de las líneas Madrid-Malpartida, Malpartida-Cáceres y Cáceres-Frontera.
A pesar de contar con un importante trazado, la compañía nunca gozó de buena salud financiera, siendo intervenida por el Estado en 1928 que, para gestionarla, creó la Compañía Nacional de los Ferrocarriles del Oeste. En el año 1941 la estación pasó a ser gestionada por RENFE debido a la nacionalización de la totalidad de la red ferroviaria española. Desde el 31 de diciembre de 2004 Renfe Operadora explota la línea, al tiempo que Adif es la titular de las instalaciones ferroviarias.
En cuanto a su ubicación, la estación en principio estaba alejada de Talavera. Por ello se tuvo que acondicionar el antiguo camino de acceso al pago de la almogeda, dotándole de edificios, hasta que en 1890-1891, bajo el mandato del alcalde Justiniano Luengo Quijana, se creó la carretera que fue denominada Avenida del Progreso, debido a la modernización que supuso la llegada del ferrocarril a Talavera. Esta vía se fue poblando con residencias semiurbanas hasta convertirse en el actual Paseo de la Estación. De estas edificaciones aún queda la antigua clínica de La Milagrosa. Pronto las construcciones en la zona estarán condicionadas por la existencia de la estación de tren, de ahí vienen los nombres vinculados a este hecho, como es el caso de calle Ferrocarril y de la Avenida Victoriano Medrano Paadín (que fue jefe de la estación férrea).
El nombre actual de Paseo de la Estación aparece en 1910, por lo que el nombre de Progreso queda asignado tan sólo a un pequeño callejón, recientemente prolongado más allá de la Avenida Francisco de Aguirre. Actualmente la estación de ferrocarril está clasificada como apeadero. Esperemos que vengan tiempos mejores.