La estación fue puesta en funcionamiento el 1 de junio de 1888 con la apertura al tráfico de la línea Segovia-Medina del Campo, que había sido construida por la Compañía de los Caminos de Hierro del Norte de España.
El eje ferroviario Medina-Segovia vivió sus años de apogeo entre las décadas de 1940 y 1960, experimentando un intenso tráfico tanto de pasajeros como de mercancías. En esa época la estación de Ortigosa de Pestaño tenía una gran actividad y llegó a articularse un barrio en torno al recinto ferroviario. La línea fue clausurada al tráfico en 1993 debido a la falta de rentabilidad económica.
Estación de tren construida con ladrillo, piedra y cubierta de teja árabe. Cuenta con una marquesina de fundición a base de unas columnillas clásicas y vigas caladas o de celosía.
Existe algún panel de mando de la época así como la mesa de enclavamiento, carpintería y parte de la azulejería.
Sin protección específica
Ante la amenaza de demolición por parte de Adif, los vecinos de Ortigosa de Pestaño han creado una asociación en defensa de la estación.
Un paño de la cubierta y parte de una pared del edificio de ha venido abajo.
Los muros de la fachada y de carga del edificio aunque están deteriorados no han perdido su capacidad portante ni su estabilidad.