根据原中华人民共和国铁道部、中华人民共和国国家发展和改革委员会等部门最早批复的西成高速铁路设计方案，并没有青川站。2009年6月4日，原中华人民共和国铁道部第二勘察设计院首次公布了《西安至成都客运专线广元（省界）至江油段环境影响报告书》，其中新建青川站。2012年8月11日，根据中铁第一勘察设计院集团有限公司发布的《西成客专西安至江油段补充环境影响评价第一次公示》显示，因初步设计方案部分调整，青川站被取消。2013年2月25日，青川县人民政府向中国铁路总公司行文，请求西成高速铁路设立青川站；同年11月左右，经广元市、青川县两级政府和相关部门的争取，中国铁路总公司批复同意增设青川站。2014年7月23日，中国铁路总公司正式批复青川站Ⅰ类变更设计方案；同年11月，青川站正式开工建设，总投资5.2亿元，由青川县全额筹资自建。2017年12月6日，随着西成高速铁路正式开通运营，青川站正式投入运营。2018年8月20日起，青川站启用二代身份证直刷进出站乘车业务。