Строительство Шуйско-Ивановской железной дороги началось 27 июня 1867 года на трёх пунктах: близ Шуи, около Вознесенского посада и на реке Уводи. В августе того же года состоялась закладка здания станции в Шуе. 

Работы по строительству железной дороги были завершены в рекордный срок - за один год и пять недель. В 1868 году было открыто и здание вокзала. Первый пробный поезд проследовал по новому пути 1 сентября, регулярное движение началось 15 сентября 1868 года. 

 В 1880 году было построено новое здание вокзала, но в 1896 году в связи с увеличением перевозок по железной дороге оно стало тесным, было перенесено на другое место и передано под квартиры железнодорожных служащих. 

 Существующее здание вокзала в Шуе – хронологически третье по счету – было построено в 1896 году. Образ железнодорожного вокзала целиком обусловил псевдорусский стиль, основанный на использовании традиций древнерусского зодчества и народного искусства и характерный для русской архитектуры конца XIX - начала XX века. Здание вокзала выступает доминантой окружающего ландшафта в сочетании разно-стилевых и разновременных строений, является формирующей частью архитектурно-градостроительного комплекса привокзальной территории. 

Масштабная реставрация объекта культурного наследия состоялась в 2020 году. В ходе ремонта здания строители воссоздали первоначальный его облик. При этом внутренне пространство вокзала оборудовано с учетом современных требований. В ходе ремонта отремонтирован и благоустроен также и пассажирский перрон.