Au 19e siècle, la ville de Voiron est un pôle économique important avec le commerce des toiles de lin puis de la soie et du papier. Pour conforter son développement, Voiron structure son territoire et décide de créer une ligne de chemin de fer. Le tracé de la voie ferrée et la construction de la gare sont défendus en 1853. Le conseil municipal engage donc des discussions avec la compagnie du chemin de fer de Paris à Lyon et la Méditerranée (PLM). La gare de Voiron et son viaduc sont mis en service le 10 juillet 1857.
Un modèle de gare PLMLe développement rapide du chemin de fer dans la seconde moitié du 19e siècle conduit les compagnies à normaliser les constructions dans un but économique, favorisant ainsi la rapidité d’extension. La compagnie du chemin de fer de PLM développe une architecture spécifique et adaptée. La gare est le point de rencontre entre le chemin de fer et la ville. La compagnie PLM développe un modèle de gare type. La gare de Voiron, de plan rectangulaire, adopte une architecture ordonnancée caractéristique. Le bâtiment est composé d’un corps principal à deux étages flanqué de deux ailes élevées d’un étage. Le corps du bâtiment central s’ouvre au rez-de-chaussée par trois portes en plein cintre. Le bâtiment est construit en pierres ajustées au mortier de ciment et enduit. L’encadrement des portes et des fenêtres est en pierre de taille. Côté quai, un auvent soutenu par de très belles consoles métalliques, protège les passagers. L’actuelle gare de Voiron se situe dans le même bâtiment que celui construit au 19e siècle.