2009年5月，合蚌高速铁路蚌埠至合肥北城段工程初步设计获铁道部批复，批复文件显示将在合肥市长丰县设立合肥北城站。2012年8月，合肥北城站主体工程完工，外部装饰工程基本完工，进入站前广场绿化建设阶段；10月16日，合肥北城站随合蚌高速铁路的建成而正式投入运营。2018年7月，因合肥北城站客流量稀少，经停该站的列车减至1列。合肥北城站的开放时间也更改为13:40 至15:50，每天只开放2小时10分钟 。10月15日，合肥北城站启动第一次站房改扩建，扩建站房面积为300平方米。2019年11月12日，合肥北城站启动电子客票应用实施推广工作。