Die Moselstrecke wurde am 2. Mai 1879 als eingleisige Bahnstrecke eröffnet, war aber schon für einen zweigleisigen Streckenausbau gebaut worden. Das Stationsgebäude war als Fachwerkbau recht einfach gehalten. In nebenstehender Abbildung erkennt man, dass es auch einen zweiständigen Lokschuppen mit Wasserstation gab. Kurze Zeit später wurde eine Drehscheibe und ein Wasserbehälter gebaut. Der Bahnhof lag unmittelbar vor dem damals längsten deutschen Eisenbahntunnel von 4,2 km Länge. Von Cochem aus erfolgte der Schubdienst durch den Kaiser-Wilhelm-Tunnel. Um 1900 baute man ein neues Bahnbetriebswerk mit Ringlokschuppen. Es lag gegenüber dem neuen, im Heimatstil gebauten Empfangsgebäudes, dass 1913 in Betrieb genommen wurde. Um die Belüftung des Tunnels wegen der Verrauchung zu gewährleisten, baute man 1904 unmittelbar von dem Tunnelportal ein Maschinenhaus, in dem sich eine Entlüftungsanlage befand. Große Ventilatoren sollten für den Luftaustausch sorgen. Es wurde damit jedoch keine befriedigende Lösung gefunden. Erst durch die Elektrifizierung der Moselstrecke 1972 war das Belüftungsproblem behoben. Mit der Sanierung des Kaiser-Wilhelm-Tunnels 2001 wurden auch die Bahnanlagen durch die Deutsche Bahn AG umfassend saniert. Das Empfangsgebäude stand zum Verkauf. 2013 fand sich ein Investor, der das Empfangsgebäude kaufte. Damit fand das denkmalgeschützte Gebäude aus der Gründerzeit einen neuen Besitzer. Die Stellwerke, Schalterraum mit Reisezentrum und Technikräume wurden nicht verkauft.