La première gare de Vittel est un petit bâtiment datant de 1880, époque de l'ouverture de la ligne de chemin de fer desservant la ville. Une nouvelle gare la remplace par la suite, construite en 1926 suivant les plans de l'ingénieur Burnaut. Elle répond au nombre et à l'importance des voyageurs venus de toute l'Europe. Elle fut inaugurée en 1927 par la reine d'Egypte. Façade, coupole (réalisée avec des culs de bouteille) et hall (avec mobilier d'époque) sont classés depuis 1992.