Die Eröffnung der Bahnstrecke Witten/Dortmund - Oberhausen/Duisburg durch die Bergisch-Märkische Eisenbahn-Gesellschaft war am 1. März 1862. Der Bahnhof Altendorf wurde 1880 eröffnet. Er wurde 1889 in Altendorf-Cronenberg, 1898 in Altendorf-Essen Süd und 1901 in Essen West umbenannt. Für den Standort war die Nähe zur Krupp Gussstahlfabrik ausschlaggebend. Das Empfangsgebäude war anfangs ein umgebautes Wohngebäude. 1912/13 wurde das heutige Empfangsgebäude in der Nähe des alten Stationsgebäudes gebaut.Während des Zweiten Weltkriegs wurde der Bahnhof schwer beschädigt.Nach dem Krieg baute die Bundesbahn das Gebäude mit seiner Bahnhofsgasstätte wieder auf und eröffnete 1949 den Betrieb. Dabei gab es erhebliche Veränderungen bei den Anbauten und das Dach der Schalterhalle verkleinert.1974 schloss man den Bahnhof an das S-Bahn-Netz an.2012/13 wurden die Bahnsteige saniert.