追分站站址位在臺中縣大肚鄉王田村追分街13號，中山高速公路王田交流道旁，興建於大正11年(1922)10月11日，距今已有80餘年的歷史，比集集鎮的集集車站還要早8年興建。車站主體採檜木建築，結構、外貌保存完整。

「追分」是日式地名，叫做OIWAKE，意思是路的分歧處，早期因舊山線段(三義至豐原間)，坡度過大使列車速度與載重噸數受到很大限制，後即於大正8年(1919)，開始興建海岸線，就是現在竹南至彰化的海線，完成後臺鐵長程線都改經海線行駛，舊山線只行駛區間車，為方便豐原、臺中的旅客搭乘長程列車，特在追分、成功，興建成追線，方便山線旅客轉乘，因此追分站曾被賦予臺灣鐵路運輸重大責任，後因臺中、豐原均屬都會區，人口集中，轉運不便，於是舊山線又恢復行駛長程線。