Le chemin de fer s’est installé à Agen dans les années 1850. La gare fut édifiée de 1854 à 1858.
Sa halle métallique a été conçu par le bureau d’études de Gustave Eiffelet construite entre 1864 et 1866.
Le premier train s’arrête à Agen en 1856 et marque le début des bouleversements urbains et économiques de la ville à la fin du XIXe siècle.
Cette gare est exploitée par la compagnie des chemins de fer du Midi. En 1934, la Compagnie du Midi est absorbée par la compagnie Paris-Orléans, qui s’appelle alors la compagnie Paris-Orléans-Midi. Enfin, en 1938, toutes les compagnies de chemin de fer sont réunies et sont nationalisés pour devenir la SNCF. La gare d’Agen fait alors partie de ce vaste ensemble.
La gare d’Agen fut achevée en 1858.
