La station de Longueville-sur-Scie est mise en service le 1er août 1848 par la Compagnie anonyme des chemins de fer de Dieppe et de Fécamp, lorsqu'elle ouvre à l'exploitation les 51 km de sa ligne de Malaunay à Dieppe.

Son tracé suit le cours de la Scie et coupe littéralement la ville en deux. L'installation de la gare en plein centre va impacter économiquement la commune, en atteste la présence de trois hôtels et des nombreux commerces qui existaient auparavant. 


En 2015, la SNCF estime la fréquentation annuelle à 29 540 voyageur.
L'ancien bâtiment voyageurs et une ancienne halle à marchandises.