集集站創設於1922年通車之時，1930年2月2日利用當時楊梅站站房拆卸之建材修建成目前之規模，據其原始工程紀錄，其站房構造為「木造平家切妻洋小屋」意指木構造、斜屋頂、歐式衍架的一層樓建築，為全檜木建築，佔地29.4坪，雖為迷你小站，風格特殊也令人印象深刻，無怪乎集集站擁有頗高的知名度。78年11月1日降為簡易站，原由濁水站管理，同年12月10日改由二水站管理，80年9月1日改為招呼站，85年8月3日起集集站由集集鎮公所代管並派員代售車票。
民國88年9月21日發生集集大地震，致站房嚴重受損傾斜，由於該車站具有象徵集集鎮歷史地標之重大意義，因此本局對於其復建工程寄予相當之關切，而當地居民、民意代表、地方政府及文建會等，亦競相呼籲保存，全力支持修復，因此本局除責由嘉義工務段先行搶修受損路段橋隧，期能儘早恢復通車外，並即規劃該站復建事宜。
集集站之修復工程經媒體披露後，引起外界之熱烈迴響。首先由聯合報系、中視公司、中廣公司所聯合發起之「鳳凰基金計畫」，率先捐款伍佰萬元，作為重建經費。惟經核算所需經費，需貳仟餘萬元，其不足之數，後經新企公司董事長葉宏清慷摡解囊補足，並以「實體捐贈」的方式復建。
站房主體工程自89年9月20日（邀請呂副總統秀蓮參加）開工，至90年5月15日竣工，週邊工程自90年10月15日開工，至91年1月15日竣工。此項修復工程均依計畫進度順利完成，被行政院提列為災後重建指標性之工程，而備受肯定。現集集站已完全恢復震災前之原有風貌，於91年2月7日舉行復建竣工啟用典禮。
集集站的修復，兼顧車站歷史文化與現代實用需求，實踐以原貌復原並原木料重建的理念，例如將災後可用之檜木保留使用、車站屋瓦以原舊瓦片及現代的銅板瓦新舊並存、樑柱的接榫亦交錯採用新舊材質等；並且在站體加入七級抗震度的鋼樑柱，可由候車室一透明壓克力天花板看清此項加強的結構。
