На 5 септември 1900 година е пусната в експлоатация жп линията Чирпан – Нова Загора. Гара Стара Загора е построена едновременно с линията.
Запазени са снимки от посещението на княз Фердинанд в Стара Загора по време на Балканските войни 1912-1913.
А парният локомотив от 1923 година все още е атракция в Станционната градина.
През 1974 година е открита новата сграда на гарата, която до ден днешен обслужва пътуващите и вече спешно се нуждае от основен ремонт и подновяване.
