1915年(大正4年)、草津と新軽井沢とを結ぶ鉄道路線として草軽電気鉄道(くさかるでんきてつどう)が開業。北軽井沢駅はそれから3年後の1918年に当初は地蔵川駅という名称で誕生しました。
駅周辺が次第に別荘地として開発が進んでいくと、当時の法政(ほうせい)大学学長･松室致(まつむろいたす)が、自身の所有していた広大な土地を大学関係者や学者･文化人らに分譲し「法政大学村」と呼ばれる別荘地を形成するようになります。すると、1927年（昭和2年）、この大学村が地蔵川駅の駅舎を改築・寄贈し、駅名も北軽井沢駅へと変更されました。

草軽電気鉄道は軽便鉄道(けいべんてつどう)と呼ばれる簡便な規格で低コストでの建設・維持管理を目的とした鉄道でした。そのため線路の幅は狭く、車両も小さいのが特徴で、その浅間山をバックに高原を走るコンパクトな列車の姿には、のどかな風情が感じられたといいます。また1951年制作、女優 高峰秀子(たかみねひでこ)主演の映画「カルメン故郷に帰る」では北軽井沢駅がロケ地として登場しており、戦後初の国産カラー映画の中に営業当時の雰囲気を感じることができます。

その後草軽電気鉄道は、競合路線の登場よる利用者数の減少や度重なった台風による被害を受け、1960年に新軽井沢－上州三原間の路線を廃止。それにともない北軽井沢駅も廃駅となりましたが、その駅舎は取り壊されることなく現在まで残り。2005年の改修工事を経て、2006年には登録有形文化財に登録されました。