Pierwszy gmach dworca kolejowego przetrwał do 1876 roku (został zniszczony z powodu pożaru). Obecny, będący trzecim z kolei, zbudowany został w 1913 roku. Przed I wojną światową krzyżowało się tu siedem linii kolejowych: z Berlina z Wrocławia Żary – Chociebuż – Halle Jankowa Żagańska – Zgorzelec – Drezno Szprotawa – Głogów – Poznań Kożuchów – Nowa Sól Świętoszów – Lwówek Śląski W okresie od kwietnia do czerwca 1919 przez Żagań odbywał się transport części Błękitnej Armii gen. Józefa Hallera. Polscy żołnierze przewiezieni na tutejszy dworzec francuskimi eszelonami po przeładunku na podstawione przez polskie koleje składy zostali przewiezieni do Kalisza.
Przed wybuchem II wojny światowej polski wywiad posiadał na żagańskiej kolei swojego agenta – dyspozytora kolei, który identyfikował niemieckie jednostki wojskowe i informował o ich przemieszczaniu. Dzięki niemu zidentyfikowano prawie wszystkie jednostki, które w latach 1937–1939 kierowano przez żagański węzeł kolejowy do rejonów koncentracji, na przedpolu GO "Śląsk" i armii "Kraków". Podczas II wojny światowej przez żagański dworzec przewinęło się tysiące jeńców wojennych z całego świata, nieopodal bowiem (ok. 1 km na południe od dworca) zlokalizowany był jeden z największych kompleksów jenieckich III Rzeszy.