Am 6. Oktober 1864 eröffnete die Rheinische Eisenbahn-Gesellschaft feierlich die 30,13 km lange Strecke von Düren über Großbüllesheim nach Euskirchen. Es war der erste Bauabschnitt der Eifelstrecke, die von Hürth-Kalscheuren nach Ehrang führt. Aufgrund der Initiative des Bürgermeisters richtete die preußische Staatsbahn 1914 eine Bahnstation in Großbüllesheim ein. Dazu gehörte ein kleines Empfangsgebäude mit angebauten Güterschuppen.1969 wurde Großbüllesheim nach Euskirchen eingemeindet.Den Bahnverkehr auf der Strecke Euskirchen - Düren stellte die Deutsche Bundesbahn 1983 ein.Das Stationsgebäude wurde verkauft.