1912年建站，初称临城站，1953年4月23 日更名为薛城站，1994年1月1日更名为枣庄西站。2006年1月1日又更名为枣庄站，2011年6月1日，再次更名为枣庄西站。原隶属枣庄车务段，后因生产力布局调整，2005年5月至2006年5月隶属徐州车务段，2006年5月16日起隶属兖州车务段。

1912年（民国元年），该站与津浦铁路同时竣工使用。建站之初，该站仅有房屋13间，建筑面积227.6 平方米。1974 年该站实行第一次扩建，站址中心南移500余米，新建候车室、售票室、客运室、问事处、行李房、广播室、贵宾室，共计 1630 平方米。同时建货运楼一栋，地下道一个，信号楼一栋。

2005年3月，枣庄西站在原站址进行了重建。2006年4月30日，集候车、售票、办公为一体的现代化车站站舍落成启用，面积为7200平方米。车站候车室分为上下两层，中间设有自动扶梯，扶梯上方为玻璃金字塔造型。一层为南去方向候车室，二层为北去方向候车室，面积各800平方米，可容纳1200人。进入站内，1 站台上映入眼帘的是 200 多平方米的花园，园内石榴古树、假山怪石、苍松翠柏、碧草鲜花，给人一种清秀典雅的视觉享受。车站站台中部有依照老临城站站舍原样仿造的车站站舍和 1941 年建的老水塔，不由让人追忆起那段血与火的岁月。枣庄西站开站时的民国时期日接发列车 15 对左右；新中国成立之初，日接发列车 20 对；1958 年以后，接发列车达60 对；1978 津浦双线工程完成及区间自动闭塞启用后，日接发列车90 余对；现日均接发列车132对。2009年9月25日，动车组候车区建成，该站首趟动车组青岛—上海D75/6 次列车在站停靠。当年 12 月 1 日，动车组北京—上海 D29/30 次列车在该站停靠。

建站之初，货物发送多为农副产品，除转运组织煤炭外，该站无大宗货物可运。新中国成立后，承运的货物与数量日益繁多，1960年达80万吨。此后，有所下降，1975年逐步回升到40万吨以上，2009年达66万吨，货物运输收入1.1 亿元。在民国时期，年旅客发送人数最高达6 万人；新中国成立后，各年份均超10 万人；1985 年达95.81万人；2009年达108万人，旅客运输收入6686 万元。车站在 1978 年率先推行作业标准化，进而在全局推广。1980年8月4日，被原徐州分局命名为“作业标准化车站”，1982 年获铁道部“先进中间站”称号，2006、2007 年连续被铁道部命名为“先进中间站”。

主要货运设施有：货运营业厅1个，营业厅面积126平方米。货场2个，货场面积164777平方米。仓库3个，仓库面积1654平方米。货运站台4个，站台面积13148平方米。装卸线10条，专用线1条，风雨棚1个。

主要客运设施有：双层候车室，建筑面积7200平方米，可满足1300人同时候车。服务设施齐全，上下有2部电梯，900平方米观光台，2个贵宾室和一个软席室。

车站广场为人防工程下设停车场，面积10000平方米。拥有客运站台2座，风雨棚2座，进站天桥1座，出站地道1座。

2020年6月30日下午，由山东高速集团统筹运营的“齐鲁号”欧亚班列（枣庄—莫斯科）首班顺利开行。本趟班列共有50个集装箱，总货值约1000万元人民币，由枣庄西站始发，经满洲里口岸出境，将于15天后到达俄罗斯莫斯科。枣庄市外贸企业众多，“齐鲁号”欧亚班列（枣庄—莫斯科）的开行，为当地企业提供了一条安全、高效、便捷的国际物流通道。今后，轮胎、化工品、童车、毛绒玩具等产品均可在“家门口”搭乘“齐鲁号”实现外贸出口，相较于之前海运方式可节约25天左右。能有效提高物流时效，降低物流成本，更好地服务当地外贸企业，有力支撑枣庄市外向型经济发展。“枣庄—莫斯科”线路开通后，“齐鲁号”欧亚班列线路增至35条，可以直达“一带一路”沿线14个国家42个城市。

途经枣庄西站的线路有京沪铁路、枣临铁路。车站中心里程位于京沪线735km232m、薛枣线0km914m处，东邻薛枣线洪洼站，北接京沪线井亭站，南与沙沟站接壤。

办理旅客乘降；行李、包裹托运。

办理整车、零担货物发到。

至客运换乘中心/枣庄汽车总站、凤鸣湖：B1线

至台儿庄古城：B1线至客运换乘中心，换乘枣庄快速公交B2线

至山亭汽车站：B1线至复元五路（枣庄市医养康复中心），换乘B3线；或B5线至陶庄换乘站，换乘枣庄快速公交B3线

至峄城汽车站、冠世榴园：B1线至联通换乘中心，换乘枣庄快速公交B4线

至滕州市：B5线至枣矿集团总医院，换乘枣庄快速公交T6线

至薛城区陶庄镇：B5线、6路西线

枣庄西站曾获得济南铁路局大站组评比第一名、铁道部先进中间站、枣庄市精神文明单位等荣誉称号。强基严管，打造品牌服务。车站在济南铁路局较大客运站评比中， 多年在同组中蝉联冠军， 2007年被评为铁道部先进中间站。2007年，车站创立并深化“亦家”品牌树标塑形活动，推出了“亦家品牌四项标准承诺”、“民工小妹特色服务”，深受旅客好评， 同时“民工小妹特色服务法”在《人民铁道》报进行了刊登推广。