Der Bahnhof "Wannensee" wurde am 1. Juni 1874 von der Berlin- Potsdam-Magdeburger Eisenbahn eröffnet. Ein Holzpavillon der Wiener Weltausstellung von 1873 diente ab 1878 als Empfangsgebäude. 1878 wurde der Bahnhof zu “Wannsee” umbenannt. Ein zusätzlicher Bahnsteig ergänzte die Bahnanlagen 1879. 1890/91 erfolgte die Vergrößerung des Güterbahnhofs mit zusätzlichen Umbauten. 1908 eröffnete das erste Empfangsgebäude. Mit dem Bau der S-Bahn wurde 1927 das neue, achteckige und heute noch erhaltene Empfangsgebäude errichtet. Es wurde am 1. April 1928 eröffnet. 1928 nahm die Wetzlarer Bahn den elektrischen Betrieb auf. 1933 wurde die Wannseebahn elektrifiziert. Den Zweiten Weltkrieg überstand der Bahnhof unbeschadet. Im Juni 1945 wurde der S-Bahn Betrieb wieder aufgenommen. Zwischen Mai 1952 bis 1976 wurde der Fernbahnhof eingestellt. Ab Mai 1969 konnten Personenwagen über die neue Autoverladestation auf einen Autoreisezug verladen werden. Nach dem Streik von 1980 wurde der Verkehr auf dem Bahnhof ganz eingestellt. Nur Transitzüge hielten ab 1978 noch in Wannsee. Im Mai 1984 und später im Februar 1985 wurde der Verkehr für die Wetzlarer und dann für die Wannseebahn wieder aufgenommen. Ende 1987 wurde das Empfangsgebäude gründlich renoviert. Die Bauarbeiten zogen sich bis 1989 hin. Seit 1992 verkehrt die S-Bahn wieder durchgehend. 1998 wurde die Autoverladestation für die Autozüge erneuert.