Zwischen 1864 und 1868 wurde an der Strecke München - Ingolstadt gebaut. Der Betrieb wurde am 14. November 1867 aufgenommen. Der Bahnhof verfügte über eine Drehscheibe, die von drei Ladegleisen angefahren werden konnte, ein Kreuzungsgleis und ein Ladegleis, das zum Güterschuppen führte. Bahnsteige waren ebenfalls vorhanden. Neben dem Empfangsgebäude gab es im Bahnhof eine noch heute erhaltene Wasserstation, deren Schornstein jedoch abgerissen wurde. 1884 wurden die Gleisanlagen erweitert. 1887 und 1895 erweiterte man das Empfangsgebäude. 1891 verlegte man ein zweites Hauptbahngleis.1904 wurde die Straßenunterführung gebaut. Am 8. Juli 1912 nahm die Lokalbahn nach Altomünster den Betrieb auf (Ludwig- Thoma-Bahn). Mit Eröffnung der Strecke wurde der Bahnhof in Dachau Bahnhof umbenannt, da auf der neuen Strecke die Haltestelle Dachau Stadt entstand. 1939 begann der S-Bahnausbau von München bis Dachau. 1960 wurden die Gleise des Bahnhofs elektrifiziert. 1972 erweiterte die Bundesbahn den Bahnhof für die S-Bahn Betrieb, dabei kamen zwei neue Bahnsteige hinzu. Ab 1976 wurden der Stückguttransport und 1980 die Güterabfertigung eingestellt. 1998 baute die Bahn den Bahnhof sowie den Vorplatz erheblich um.