通霄車站建於大正11（1922）年，通車後為通霄貨物對外運送的重要交通樞紐，原有的木造站體在民國61（1972）年拆除，改建為鋼筋混凝土車站。通霄舊名為「吞霄」，起自道卡斯族「風泥樣」（Honeyyan）「吞消」（Tonsuyan）社之所在地，到了日治時期，此地的虎頭山突起於平地直聳入雲霄，而後改名為「通霄」，並成為車站的名稱。

早期主要載運農產品蔬菜水果、農作物及工廠原物料及成品，在第二高速公路、西濱公路通霄—新竹段相繼通車後，公路運輸漸發達，車站貨運量即銳減，因此在民國79（1990）年便停辦貨運業務。