Le 1er novembre 1846, le Conseil municipal approuve le projet de construction d’une gare à l’emplacement du champ de foire, et nécessitant l’acquisition de neuf terrains par voie d’expropriation pour cause d’utilité publique. Selon l’avant-projet des gares intermédiaires de la troisième section du chemin de fer de Tours à Nantes, la gare de Mauves se compose d’un bâtiment principal avec salles d’attente et bureau de perception, de deux latrines, d’un réservoir d’eau, d’une halle couverte pour les marchandises à l’arrivée et d’une maison du gardien au passage à niveau. La gare est inaugurée en 1851

En 1883, la Compagnie des chemins de fer de Paris à Orléans obtient l’autorisation du ministère des Travaux publics de construire un nouveau quai pour l’embarquement des chevaux et des bestiaux, ainsi que pour l’agrandissement de l’abri des voyageurs face à l’augmentation constatée du trafic. Quelques années plus tard, une nouvelle demande est formulée pour remédier à l’insuffisance des quais existants par la construction d’un nouveau quai. Jusqu’aux années 1950, la gare de Mauves connaît une fréquentation importante, notamment durant les périodes estivales. Lieu de villégiature apprécié des bords de Loire, Mauve est en effet très fréquentée par les touristes et les pêcheurs qui empruntent le train.

Le site de la gare est aujourd’hui un point d’arrêt non géré à accès libre de la SNCF et une passerelle piétonne permet le passage d’un quai à l’autre. Le bâtiment principal est désormais une propriété privée.