「追分」是日語
(OIWAKE)分歧點之意，大正9年（1920年）從王田到甲南（海線南段）通車之初，尚無追分驛，當時僅視為王田支線，1922年10月11日海線通車時設追分驛，因是台中線與縱貫線分歧站，故名追分。民國51年配合海線啟用中央控制行車號制(CTC)，為利列車運轉整理，站場擴建增設多條股道。
海線鐵路目前還有五個碩果僅存的木造老車站（追分站獨特的結構、較大的站房與其他四站並不同），自北而南依序為談文、大山、新埔、日南、追分，其他四個老驛站業務清淡，依台鐵車站分等之標準，早該改為招呼站了，唯因運轉業務之考量，乃降為甲種簡易站。而追分站因位處山海線樞紐，鐵路行車運轉地位非常重要，至今仍為三等站。月台站間的小花圃造景，花草扶疏，讓追分老站更添清幽淡雅，曾多次獲得本路車站綠美化競賽優勝。而站房歷史悠久，繼舊泰安站後，也被台中縣列為縣級古蹟。
台鐵台中線成功~彰化、海線追分~彰化、成追線成功~追分這三段路線，恰好圍成一個三角形，從空中鳥瞰相當壯觀，姑且稱之為「鐵三角」。西元2000年前後，台鐵名片式吉祥車票世紀大熱賣，「追分成功」（金榜題名）、「追婚成功」（有情人終成眷屬）亦掀起熱潮，讓追分、成功與成追線名燥一時。
