Het station is op 3 juni 1881 geopend en vanaf dat moment vonden reizigers ook met de trein hun weg van Haarlem naar Zandvoort. Het station lag in eerste instantie niet op de huidige locatie, maar was noordelijker gelegen en had een houten stationsgebouw.

Tussen het station en het Zandvoortse Kurhaus werd de passage gebouwd, die in 1925 door brand werd verwoest. Vanaf 1884 tot 1907 was de Passage ook het beginpunt van de tramlijn Zandvoort, in 1884 de eerste elektrische tram met voeding buiten het voertuig van Nederland, maar in 1886-1889 en 1894-1907 als paardentram naar het Badhuis. Omdat het station Zandvoort een eind van het centrum van Zandvoort vandaan lag, werd in 1889 nog een halte geopend: Zandvoort Dorp.

In 1908 werd de spoorlijn verlegd, waardoor het station iets verder van het strand kwam te liggen en tegelijk dichter bij het dorp. Er kwam toen ook een nieuw stationsgebouw, dat nu nog in gebruik is. Hierdoor werd tevens de extra halte Zandvoort Dorp, die overbodig was geworden, gesloten.

Het huidige station droeg vanaf 1 juni 1921 de naam Zandvoort Bad. Op 22 mei 1955 werd de naam Zandvoort aan Zee.