A estação original de Casa Branca foi inaugurada em 1878 como o ponto final de linha do tronco, até a expansão para São Simão em 1882.

Em 1877, o Imperador Dom Pedro II visitou a área, mas não conseguiu inaugurar a estação devido a condições adversas. O prédio inicial era temporário, construído com materiais simples e menor que a estação principal, conforme relatado em 1878.

Em 1890, a estação de Casa Branca foi reconstruída, substituindo a estrutura de madeira provisória e adaptando a entrada da linha. Em 1895, um bonde a burros fazia o transporte entre a estação e o centro da cidade, enfrentando problemas de peso ocasionalmente. Em 1900, durante um surto de febre amarela, a estação ainda não possuía banheiro.

Desde 1890, a estação servia como ponto de partida para o ramal para Mococa e Guaxupé. Em 1951, uma nova estação foi inaugurada, tornando a antiga Casa Branca a estação do ramal de Mococa, renomeada para Casa Branca-Ramal.

Após sua desativação em 1988, a estação foi usada para armazenar material elétrico, mas a eletrificação planejada não avançou. O ramal foi reativado em 1986 e desativado pouco depois. Em 2000, embora o prédio estivesse ocupado pela Prefeitura, o pátio ainda tinha alguns vagões. A estação e o ramal foram parcialmente destruídos por vandalismo em 2004, com trilhos retirados e a ligação entre as duas estações de Casa Branca desfeita.