Stasiun ini terletak di bekas jalur BOSM sebelah utara Stasiun Pasar Senen, berada di ujung timur wilayah Weltevreden. Stasiun ini dinamakan sesuai dengan nama daerah pemukiman di sekitarnya, berdiri pada awal abad-20. Stasiun dan jalurnya diambil alih oleh Staatsspoorwegen pada tahun 1898.[3]
Pasca-akuisisi oleh SS pada 1898, nama Stasiun Kemayoran, sempat diubah menjadi Weltevreden S.S. (WLS), dan terus digunakan meski nama stasiun ini dikembalikan menjadi Kemayoran lagi dengan beralihnya kepemilikan Stasiun Weltevreden NIS ke tangan SS.[5]
\Aslinya, bangunan stasiun ini terbuat dari kayu dan memiliki overkapping. Bangunan ini digantikan dengan bangunan permanen karena ludes terbakar pada 1980 atau 1990-an.[per kapan?][butuh rujukan] Setelah jalur ini diambil alih oleh SS, Stasiun Kemayoran kemudian dikembangkan oleh SS. Pada tahun 1902, dibangun jalur shortcut dari Kemayoran menuju Ancol, digunakan untuk mempercepat arus pengiriman barang menuju Tanjung Priok. Jalur itu dibuka pada tanggal 1 Maret 1904.[6][7] Petak jalan ini melewati titik percabangan yang diberi nama Pisangbatu, kini dikenal sebagai Stasiun Rajawali. Dengan dioperasikannya lokomotif listrik dan kereta rel listrik (KRL pertama) di jalur Batavia–Buitenzorg pada tahun 1925, SS kemudian merencanakan pembangunan jalur ganda di hampir seluruh lintas Jakarta sejak tahun 1926. Sebagai langkah awal, jalur ganda pertama di lin Batavia adalah antara Kemayoran–Batavia dan Sawah Besar–Weltevreden. Bahkan, perombakan juga dilakukan pada jalur menuju Tanjung Priok setelah diresmikannya stasiun Tanjung Priuk baru pada tahun 1925.[7] Petak jalan antara Rajawali–Kemayoran menurut Reitsma (1920) disebut-sebut sebagai jalur dwiganda (quadruple tracks) pertama di Indonesia.[6]
^ abAnonim (1897). Regeerings-Almanak voor Nederlandsch-Indië. Batavia: Landsdrukkerij.
^Sugiana, A.; Lee, Key-Seo; Lee, Kang-Soo; Hwang, Kyeong-Hwan; Kwak, Won-Kyu (2015). "Study on Interlocking System in Indonesia"(PDF). Nyeondo Hangugcheoldohaghoe Chungyehagsuldaehoe Nonmunjib (Korean Society for Railway) (46). Diarsipkan(PDF) dari versi asli tanggal 2020-02-27. Diakses tanggal 2020-05-09.
^ abStaatsspoorwegen (1921–1932). Verslag der Staatsspoor-en-Tramwegen in Nederlandsch-Indië 1921-1932. Batavia: Burgerlijke Openbare Werken.Pemeliharaan CS1: Format tanggal (link)