La première gare d'Athis-Mons est ouverte en avril 1841, quelques mois après l'inauguration du chemin de fer de Paris à Corbeil (17 septembre 1840) , au lieu-dit le Petit-Mons, du nom d'une ancienne auberge servant de lieu de station pour les charretiers du chemin de halage. Une gare de marchandises est ajoutée en 1857 au service voyageurs. Le développement du quartier incite le conseil municipal à y envisager dès 1894 le transfert de la poste du centre-ville (qui n'aura lieu qu'entre 1908 et 1933). Une nouvelle gare est construite entre 1905 et 1908 dans le cadre des travaux de doublement et d'électrification des voies entre Paris et Juvisy.