Aseman on piirtänyt arkkitehti Jarl Ungern. Rakennustyöt aloitettiin 1923 ja asema vihittiin käyttöön 1925 jolloin ratayhteys Ylivieskan ja Iisalmen välillä avattiin liikenteelle.

Lipunmyynti asemalla päättyi 2004 ja asema kiinteistöineen ja maa-alueineen siirtyi yksityisomistukseen 2008.

Asemarakennus -50-luvulla

Nivalan asemalla kuvattiin kohtauksia Mikko Niskasen ohjaamaan 1977 ensi-iltansa saaneeseen Pulakapina elokuvaan.