La estación de ferrocarril existe desde 1876, siendo desde 1879 el punto en que se dividían las dos líneas ferroviarias que partían con destino a Lisboa y a Ciudad Real.
Denominada inicialmente como «Villaverde-Nueva» —para diferenciarla de la otra estación que existía en el municipio—, con posterioridad las instalaciones serían conocidas como «Villaverde-Oeste» y, desde agosto de 1944, como «Villaverde-Orcasitas».
En la década de 1980 se incorporó a la red de Cercanías Madrid formando parte de las líneas C-4 y C-5 y se reformó para evitar que los viajeros tuvieran que cruzar las vías a nivel.
[3] Asimismo, con motivo de las obras de la llegada del metro, la estación sufrió una gran remodelación, instalando ascensores, renovando andenes e incorporando dos nuevas salidas, al tiempo que se clausura el antiguo edificio de viajeros, a día de hoy en pie y sin proyectos para su derribe.
Durante este periodo, se puso en servicio un servicio sustitutivo de autobuses que cubría las estaciones cerradas (Puente Alcocer, Orcasitas, Doce de Octubre y Méndez Álvaro).