Eeuwenlang was Hilversum een klein agrarisch dorp. Vanaf de 17e eeuw ontstond in Hilversum een knooppunt van (vaar)wegen. Hierdoor kwam de nijverheid op gang en groeide het dorp snel.
Rond 1870 begon de HIJSM met de aanleg van de Oosterspoorlijn, de spoorlijn Amsterdam-Amersfoort-Zutphen. Bij Hilversum werd een aftakking naar het Utrecht aangelegd. Hilversum werd daarmee meteen al een spoorwegknooppunt. Er werd een enorm groot stationsgebouw neergezet, dat waarschijnlijk werd ontworpen door de Amsterdamse architect A.L. van Gendt. Diezelfde architect ontwierp in die tijd meer stations voor de HIJSM, zoals bijvoorbeeld in Baarn en het stationsgebouw Utrecht Maliebaan.
Het stationsgebouw bestond uit een middeldeel en twee zijvleugels met elk een eindgebouw. Doordat het hele gebouw dezelfde hoogte had, zag het er behoorlijk massief uit. Wel sprongen de zijvleugels iets terug. In grote tegenstelling tot de stationsgebouwen van Baarn en Utrecht Maliebaan, werd “Hilversum” vrij sober gehouden. Toch had het middendeel wel wat opvallende kenmerken. Zo waren de spanten van de ingangsluifel fraai bewerkt. Ook de omlijstingen van de halfronde vensters op de eerste verdieping vielen op. Op de top van de gevel prijkte het bouwjaar (1874) op een vrij grote gevelsteen. Aan de perrongevel was, over de gehele breedte van het gebouw een perronluifel aangebracht. Ook hierbij waren de spanten fraai bewerkt. In 1892 werd het tweede perron verbreed en verhoogd en kreeg het een overkapping. Deze perronkap werd destijds in serie gebouwd. Ook in Alkmaar en Apeldoorn werden identieke exemplaren gebouwd. De kap is 200 meter lang en werd vervaardigd door de Leidse firma Schretlen & co (niet te verwarren met die gelijknamige bank voor rijke mensen). Het emplacement werd aan het einde van de negentiende eeuw meerdere keren aangepast en uitgebreid. Bij het station kwam een halfronde locomotievenloods met vijf standen. Schuin naast het stationsgebouw (aan het stationsplein) was een goederenloods.
Dankzij de snelle verbinding met Amsterdam werd Hilversum één van de eerste forenzenplaatsen. Veel, met name rijkere Amsterdammers, kochten een (tweede) huis in het Gooi. Vooral in de eerste helft van de twintigste eeuw groeide Hilversum explosief. Omdat Hilversum zich ook aan de andere kant van het spoor snel uitbreidde, werd rond 1910 een ijzeren voetgangersbrug over de sporen gebouwd. Dit was echter verre van ideaal. Vooral reizigers die vaak naar Amsterdam of Amersfoort reisden maakten flinke omwegen. Eerst moesten zij de brug over, vervolgens via de ingang en de stationshal naar het eerste perron. Vandaar moesten zij via het reizigerstunneltje, dat zich zo’n beetje onder de voetgangersbrug bevond, naar het tweede perron. Dit reizigerstunneltje werd overigens in 1931 aangelegd. Voor die tijd was er een bewaakte overpad.
In de jaren vijftig werd het emplacement opnieuw aangepast en gewijzigd. Het oude depot, dat al sinds het einde van de jaren dertig niet meer werd gebruikt, werd gesloopt. Het reizigerstunneltje werd doorgetrokken naar de andere kant van het emplacement, waar een tweede ingangsgebouwtje (zie ook de volgende pagina) verrees. Hierdoor was de voetgangersbrug overbodig geworden. Aan het einde van de jaren vijftig werd de beveiliging gemoderniseerd. De diverse seinposten op het emplacement werden toen vervangen door één centraal seinhuis (post T), dat in 1959 in gebruik werd genomen.
Vanaf het begin van de jaren tachtig verandert de directe stationsomgeving van het station ingrijpend. Als de NS bekend maakt het stationsgebouw te willen slopen en te vervangen door nieuwbouw, steekt er een storm van protest op. Om de sloop af te wenden plaatst de gemeente Hilversum het station op de gemeentelijke monumentenlijst. De NS gaat hier tegen in beroep, en dreigt zelfs met schadeclaims als hun plannen niet worden uitgevoerd. Met succes, want in 1986 wordt het stationsgebouw alweer van de monumentenlijst afgevoerd. Het zou echter nog tot de zomer van 1990 duren, voordat het station daadwerkelijk werd gesloopt.