Der Bahnhof Neuberg wurde in einer Zeit großen Aufschwungs gebaut. Nachdem 1870 und 1873 schon die Umsetzung von Plänen für eine Eisenbahnlinie von St. Pölten nach Mürzzuschlag bzw. Mürzzuschlag – Mariazell dem Börsenkrach 1873 zum Opfer gefallen war, gab es 1875 einen weiteren Versuch, eine schmalspurige Lokalbahn von Mürzzuschlag nach Neuberg an der Mürz zu bauen.
Die Regierung stimmte schließlich im März 1876 dem Plan einer „normalspurigen Lokomotiveisenbahn als Sekundärbahn von Mürzzuschlag nach Neuberg – Hochöfen“ zu.
Im Juli 1878 waren die Verhandlungen mit den Anrainern abgeschlossen, und der Bauauftrag wurde erteilt. Die Bauarbeiten begannen im November 1876. Nach der technisch-polizeilichen Prüfung erfolgte am 01. Dezember 1879 die Freigabe für den öffentlichen Verkehr. Schon am 21. Dezember 1879 fuhr Kaiser Franz Joseph I. mit einem „Hofseparatzug“ nach Neuberg.
Der erste Bahnhofsvorstand war Karl Kaplan, der Vater des Erfinders der gleichnamigen Wasserturbine, Viktor Kaplan.

Der Bahnhof war prachtvoll ausgestattet und sandte auch ein bemerkenswertes gesellschaftspolitisches Signal aus: Der üppig ausgestaltete Hofwartesalon des Kaisers befand sich unter einem Dach mit den Wartesälen für das einfache Volk.
Das war um diese Zeit durchaus außergewöhnlich. Der deutsche Kaiser Wilhelm II. war z.B. noch nicht so weit: Im Jahr 1898 wurde im Bahnhof Werbelinsee (jetzt Joachimsthal) bei Berlin noch ein von den anderen Gebäuden getrennter „Kaiserpavillon“ errichtet.

Auf der Gästeliste von Kaiser Franz Joseph I. standen u.a. neben dem deutschen Kaiser Wilhelm II. der russische Zar Nikolaus I., der Prince of Wales und spätere englische König Edward VII., König Albert von Sachsen, der Großherzog von Toskana und Prinz Leopold von Bayern und viele andere illustre BesucherInnen. Alle wurden in diesem Hofwartesalon empfangen, bevor sie mit der Kutsche nach Mürzsteg ins kaiserliche Jagdschloss – jetzt Residenz unserer Bundespräsidenten – weiterfuhren.
In Mürzsteg wurde nicht nur der Jagd gefrönt, es wurde auch große Politik gemacht:
Im Oktober 1903 beschlossen der Kaiser und der russische Zar hier das „Mürzsteger-Programm“, einen Reformplan für Mazedonien, der einen Generalgouverneur mit österreichisch-ungarischer und russischer Assistenz und somit eine deutliche Minderung der osmanischen Souveränität vorsah.

Die Jagdbegeisterung des Kaisers war ein wichtiger, aber sicher nicht der Hauptgrund für die Errichtung der Bahnlinie. Die bedeutende Metall- und Holzindustrie, die sich schon auf Betreiben der Mönche des Zisterzienserklosters über mehrere Jahrhunderte entwickelt hatte, erforderte eine Verkehrsanbindung ans große Eisenbahnnetz. Die Eröffnung der Bahnlinie rief ihrerseits einen Boom im Aufbau der Infrastruktur der Gegend hervor.

Die Metallindustrie (auch der Name der Endstation der Bahnlinie weist darauf hin: „Neuberg Hochöfen“) verarbeitete im Altenberggraben abgebaute Erze. Die Bessemerbirne wurde hier erstmalig zur Stahlerzeugung eingesetzt und durch das Siemens – Martin Verfahren optimiert. (Alte Fotos zeigen eine ausgedehnte Industriezone). Ebenso bedeutsam war die Holzindustrie. Nach Plänen des Försters Viktor Schauberger wurde im Jahr 1928 eine mehrere Kilometer lange Holztriftanlage errichtet, um das Holz kostengünstiger vom Hochwald zu den Verladestationen im Tal befördern zu können. Sie war immerhin bis 1951 in Betrieb.
Personen- und Güterverkehr waren also die Hauptpfeiler des Eisenbahnverkehrs. Damals lebten mehr als 6000 Menschen in Neuberg. In den Spitzenzeiten waren allein in der Stahlindustrie mehr als 1500 Arbeiter beschäftigt.
Auch der Alpintourimus boomte in den Zwischenkriegsjahren. An Wochenenden brachten lange Sonderzüge viele Bergwanderer und SchifahrerInnen aus der Bundeshauptstadt in das Tal und an den Sonntagabenden wieder zurück nach Wien.
Personen- und Güterverkehr, Tourismus, und in den ersten Jahrzehnten auch die kaiserliche Vorliebe für die Gegend sorgten also für die Auslastung der Bahnlinie.

1920/21 wurde aus dem „monarchistischen“ Bahnhof ein „republikanischer“. Der Hofwartesalon stand nun allen Klassen als Wartesaal zur Verfügung. Die ursprünglichen Wartesäle für die 1. und 2. bzw. 3. Klasse wurden zu Betriebsräumen umgebaut.
1926-28 gab es neuerlich einen Versuch, die Verlängerung der Bahnline bis nach Kernhof bzw. Mariazell durchzusetzen. Auch dieses Projekt wurde nicht realisiert. Der rapide Niedergang der Industrie, die Abwanderung der Arbeitskräfte und der Siegeszug des Automobils führten im Jahr 1996 zur Einstellung des Personenverkehrs. Am 20. Dezember 2000 fuhr der letzte Zug mit offiziellem Holztransport talauswärts…

Im Jahr 2009 erwarb die Marktgemeinde Neuberg das historische, unter Denkmalschutz stehende Bahnhofsgebäude und das etwa 10.000 m² große Bahnhofsareal mit der Gleis-Trasse, die bis zum ehemaligen Industriegelände führte.
Diese Trasse wurde zu einer schönen Mürz-Promenade umgestaltet. Im Jahr 2016 schloss die Marktgemeinde einen Kooperationsvertrag mit dem „Neuberg College“ unter der Führung des Ernst-Jandl-Preisträgers Peter Waterhouse.
Das Neuberg College hat die Baugeschichte des Bahnhofs erforscht und erste Anregungen für Restaurierung, Sanierung und Nutzung vorgelegt. Nachdem dieser Vertrag im Jahr 2023 in beiderseitigem Einvernehmen aufgelöst wurde, bildete sich im gleichen Jahr der Verein „Bahnhof Neuberg – Miteinander gestalten“ mit dem Ziel, den Verkauf dieses geschichtsträchtigen Gebäudes zu verhindern. Im Jahr 2024 entschied der Gemeinderat, den Bahnhof nicht zu verkaufen, sondern ihn mit Unterstützung des Vereins zu restaurieren, sanieren und neuen Verwendungszwecken zuzuführen. Die Zusammenarbeit wird durch einen Vertrag geregelt, den der Gemeinderat 2025 einstimmig genehmigt hat.