Hellerup Station blev opført i 1863. Den blev ikke i første omgang anlagt af hensyn til passagerer fra Hellerup, for byen eksisterede praktisk talt ikke endnu.
Nærmeste beboelse var landstedet Hellerup.
Stationen var der imod nødvendig af hensyn til sidebanen mod Klampenborg Station, der blev anlagt i 1863.
Stationsbygningen blev tegnet af arkitekten Wilhelm Wolf (1833-1893), der tegnede de fleste stationer både på Nordbanen til Hillerød og på Klampenborgbanen.
Efterhånden fik Hellerup Station også betydning for de lokale rejsende i området. Hellerupvej blev i 1908 ført under banen i en tunnel af hensyn til sporvognene, så de ikke skulle vente på at bommene lukkede vejen, når toget kom.
I 1930’erne blev stationsbygningerne kraftigt udvidet, i forbindelse med at S-banen kom hertil i 1934.
Ved siden af stationen ligger Hellerup Postkontor der blev bygget i begyndelsen af 1920’erne med Johannes Magdahl Nielsen (1862-1941) som arkitekt. Tidligere lå postkontoret på Svanemøllevej (Hellerup)
Trods sit navn ligger stationen i Østerbro-bydelen i Københavns Kommune.