La gare d’Aubagne est mise en service en 1858 par la Compagnie des chemins de fer de Paris à Lyon et à la Méditerranée (PLM). Établie à 101 mètres d’altitude, elle est située au point kilométrique 16,945 (PK) de la ligne de Marseille-Saint-Charles à Vintimille (frontière), entre les gares de La Penne-sur-Huveaune, dont elle était séparée par la gare fermée de Camp-Major, et de Cassis. C’est une gare de bifurcation avec la ligne d’Aubagne à La Barque.
Le rapport du conseil général des Bouches-du-Rhône du 25 juillet 1857 inscrit la gare d’Aubagne dans le projet définitif de la ligne de Marseille à Toulon concédée à la Compagnie des chemins de fer de Paris à Lyon et à la Méditerranée (PLM). La gare dans les années 1910 : L’ingénieur en chef du contrôle des travaux Guillaume indique qu’elle sera encadrée par les gares, ou stations, de Camp-Major et Cassis, et qu’elle bénéficie d’une bonne situation, sur la route départementale no 3, qui lui permet de desservir « Roquevaire, Auriol, les mines de Fuveau et toute la partie nord-ouest du département du Var ». La gare est mise en service le 20 octobre 1858, lors de l’ouverture de la section de Marseille à Aubagne.
La section suivante, d’Aubagne à Toulon est mise en service le 28 mai 1859. La construction de l’embranchement vers les mines de Fuveau est approuvée par décret impérial le 11 juin 1863. La ligne est ouverte entre Aubagne et Valdonne-Peypin le 27 janvier 1868. De construction plus difficile, le prolongement jusqu’à La Barque n’est ouvert que le 3 novembre 1904. La ligne d’Aubagne à La Barque accueille alors un service voyageurs ainsi qu’un trafic marchandises. La gare d’Aubagne figure dans la nomenclature 1911 des gares, stations et haltes, de la Compagnie des chemins de fer de Paris à Lyon et à la Méditerranée, c’est une gare nommée Aubagne. Elle porte le no 20 de la section de Paris à Marseille et à Vintimille et le no 7 de la section de Aubagne à La Barque.
C’est une station où il est possible d’expédier et recevoir du courrier privé, elle dispose des services complets de la grande vitesse (GV) et de la petite vitesse (PV). Le 18 avril 1939, la desserte voyageurs entre Aubagne et La Barque est supprimée car non rentable face à la concurrence des autocars et le trafic marchandises est progressivement réduit puis supprimé sur certaines sections. Seules des navettes pour les mineurs sont rétablies après 1945. En 1965, la ligne Marseille-Vintimille qui dessert Aubagne est électrifiée en 25 kV jusqu’aux Arcs. En 1987, toute desserte vers Fuveau est supprimée et la ligne d’Aubagne à La Barque est fermée, sans pour autant être déclassée. Au cours des années 2000, face à l’augmentation du trafic TER entre Marseille et Aubagne et au risque de saturation de la ligne par les TER, les Intercités et les TGV, la construction d’une troisième voie entre Marseille-Blancarde et Aubagne est décidée. Cette voie est affectée au transport régional omnibus. Les travaux commencent en 2009 et la gare fait l’objet de nombreux travaux de réaménagement. Ces travaux ont plusieurs impacts majeurs, notamment : création d’un quai supplémentaire et nouvelle voie, le rehaussement d’un quai, le déplacement du poste d’aiguillage, l’ajout d’ascenseurs. La construction du tramway d’Aubagne dont la gare est le terminus entraîne un réaménagement de la gare routière et des accès à la gare. Les travaux sont terminés en 2014. Cependant le prolongement du tramway vers la Bouilladisse par la voie de Valdonne (Val’Tram) devrait entraîner de nouveaux travaux et de nouvelles modifications au niveau du parvis de la gare.
La ligne de Marseille à Vintimille est électrifiée depuis la sortie de Marseille en courant alternatif 25 000 V2, et est à double voie. En gare, les deux voies sont dédoublées, les deux voies centrales (voies B et C) étant entourées de deux quais qui les séparent des voies supplémentaires (voies A et D), de sorte que l’un des quais donne accès à deux voies direction Marseille, et l’autre à deux voies direction Toulon. Depuis 2014 et l’ouverture de la troisième voie entre Aubagne et Marseille, un quai supplémentaire (avec butoir) est présent côté bâtiment voyageurs (voie E) afin de permettre le rebroussement des TER omnibus entre Marseille et Aubagne. Le bâtiment voyageurs est situé côté centre-ville, couplé avec une gare routière réorganisée en 2014 lors de l’ouverture de la ligne T du tramway d’Aubagne. Cette gare routière accueille les bus des Lignes de l’agglo et les autocars du département (Cartreize). À la sortie est de la gare se trouve un embranchement, amorce de la ligne d’Aubagne à La Barque. Cette ligne à voie unique desservait anciennement le bassin minier et industriel de Gréasque, et rejoignait à la Barque la ligne de Gardanne à Brignoles et Carnoules. Cette ligne a entièrement disparu au-delà de la Bouilladisse, mais est encore en état jusque-là, bien que mal entretenue et embroussaillée par endroits, et certains riverains, notamment de Roquevaire, en demandent la réouverture au trafic voyageurs. Cette réouverture est prévue pour 2024 dans le projet Val’Tram développé par l’ancienne communauté d’agglomération du pays d’Aubagne et de l’Étoile. Il s’agira d’un tram-train qui reliera Aubagne à la Bouilladisse par la voie de Valdonne. La zone marchandises est d’étendue assez importante et comporte encore 7 voies, mais le trafic y est très faible.
L’ancien buffet de la gare détruit en 2024
La gare SNCF d’Aubagne dispose d’un bâtiment voyageurs, avec guichets, ouvert tous les jours. Elle est également équipée d’automates pour l’achat de titres de transport, installés à l’extérieur et dans la salle d’attente et d’afficheurs légers dans la salle d’attente ainsi que sur chaque quai pour les prochains départs et informations conjoncturelles (travaux, perturbations…). Le bâtiment de l’ancien buffet de la gare, situé sur le parvis, héberge des guichets d’informations sur les moyens de transport disponibles au pôle d’échange multimodal. Ce bâtiment, situé au niveau du terminus du tramway d’Aubagne devrait être détruit lors du prolongement de ce dernier. Une passerelle équipée d’ascenseurs permet la traversée des voies et l’accès aux quais B, C et D et au parking situé au nord de la gare, de l’autre côté des voies marchandises.
