1910年，清华园车站建成，出自著名工程师詹天佑之手。火车站规模很小，但售票处、候车室、发车室一应俱全，货运、客运都在经营范围之内。
　　火车站命名和清华大学并没有直接关系，因为清华大学的历史最早可追溯到1911年，当时还只是外务省下的一个小机构，留美预备班也只相当于高中或大专的性质，初出茅庐的清华大学在当时并没有很大的名气。火车站的名字或许取自清华园，清华园作为圆明园的外延，其历史可以回溯到康熙年间，在当时是很有名的地方。
　　命名上虽无联系，但地理上的相近为火车站和清华大学之间搭起了便捷的桥梁，它们俩就像是“老大哥与小弟弟”。在20世纪40～50年代初，这个火车站是清华人进城的唯一捷径。对于老清华人而言，这里留给他们最深的记忆，便是进城的路。新中国成立之前，在城市规模尚小和交通滞后的年代，从清华园进入市区只有两条路：一条是学生们骑着车或者毛驴从现在的中关村南大街、白石桥到西直门，另一条就是从清华园车站坐火车到西直门。“这个火车站当时只有一些平房，一个石头的站牌，候车室只能容纳二三十人，卖票的窗口也只有一个。来往的人很少，大多都是清华大学的学生。”
　　“毛主席踏进新中国首都的第一步就在这里。”一名在铁路工作了几十年的老职工用手指着车站，眼神里露出光彩。他说，1949年3月25日夜里，毛泽东、刘少奇、周恩来等领导人由西柏坡到北平，由于那时北京站即前门车站一带特务活动猖獗，他们便在清华园车站下车进入北平。虽然这是一段无法考证的历史，但老职工却执意地、细细地说了起来，这是这个小站给铁路人带来的骄傲。
　　解放初，清华园车站南面是一个小花园，种了许多花草树木，西面有一个日本人建的炮楼，东面则是铁轨。车站本身的构造也不复杂，面朝东的候车室北侧有一个贵宾室，其余的基本都是办公室。这个小站走货运的车更多，旅客很少。当时，车站有十几名工作人员，还有百余名工人，每天负责来往货车的装卸货。那时的清华园周围，不像现在这样繁华。
　　1952年，蒋南翔接任清华大学校长。考虑到学校的发展，他向中央提请铁路东迁。据知情人回忆当初的现实情况，“国家要发展清华大学，往西发展不了了，再发展就到北京大学了，只能往东了。往东没有什么房子，都是农村、空地，所以把铁路一搬就可以了。”
　　1961年，由于铁轨东迁，清华园车站也选定了新址一一即现在的北京航空航天大学西门外，开始了建造。不久，整个火车站都搬迁过去，而车站的原址也随之废弃，被淹没在后来拔地而起的大楼大厦之中。
　　从此，这里终结了客运历史，只作为货运站，主要给学院路的八大高校和周围单位供给煤和油。直到上世纪80年代末，小站才彻底停止使用。
　　几年后，铁路东的荒地上也盖了房子，而“清华园”无论从实际上还是语义上，都大了许多。
　　清华园车站原来的铁轨被填平，变成了如今贯穿清华大学校园的、几乎是每个学生每日必经的南北主干道。