2009年，原中华人民共和国铁道部工程设计鉴定中心征集宁杭客运专线（今宁杭高速铁路）沿线各站站房建筑设计方案，北京市建筑设计研究院第八设计所取得溧阳站站房设计权。2010年，溧阳站设计方案获得通过；同年7月，溧阳站正式开工建设。2013年7月1日，伴随着宁杭高速铁路开通运营，溧阳站正式启用。2018年9月，溧阳站开通持二代居民身份证直接检票进出站的服务。2019年11月12日，溧阳站启动电子客票应用实施推广工作。