Первоначально границы населённого пункта находилась на расстоянии 6 вёрст (≈ 6,4 км) от станции, которую основали на северном берегу Ильменского озера у подножия Ильменских гор, вблизи «Ильменских» золотодобывающих приисков[3].
25 февраля (9 марта) 1891 годаАлександр III подписал именной высочайший указ, данный министру путей сообщений, о строительстве Транссибирской железной дороги[4]. Согласно решениям о строительстве Сибирской железной дороги, было начато продление Самаро-Златоустовской железной дороги от станции Миасс до Челябинска, согласно представлению Гюббенета от 4 (16) февраля1891 года утверждённого 15 (27) февраля и 21 февраля (5) марта 1891 года. Если с восточной стороны историческое начало Сибирской железной дороги легко определяется как Владивосток, то с западной стороны участок от Миасса до Челябинска был продолжением строительства железнодорожной сети.[5].
По состоянию на 1897 год от станции Миасс только на экспорт было отправлено около 5 000 тонн зерна, ежегодно отправлялось более 1 500 тонн продуктов животноводства, в основном доставляемых из городов Троицка, Кустаная и Тургайской области в целом[3]. И это не считая грузоперевозок внутреннего рынка и транзитных поездов из Челябинска и до него.
В 1959 году достраивается железнодорожная линия Миасс — Учалы, которая электрифицируется на участке Миасс I — Миасс II (со строительством станции Миасс II, станция Миасс переименовывается в станцию Миасс I)[7][8].
В 1992 году на станции установлен памятный знак в честь 100-летия со дня начала строительства Великого Сибирского пути. В 1903 году по станции прошёл первый поезд Санкт-Петербург — Москва — Владивосток.
С 1981 года пассажирские поезда останавливаются только на новом вокзале станции Миасс-I, старый вокзал сохранён как остановочный пункт.
Вокзал
Расположена на двухпутной электрифицированной линии. От станции отходит неэлектрифицированная ветка на Учалы.
Современное здание вокзала открыто по завершении строительства в 1981 году. Вместимость вокзала — 800 человек. Ежегодное отправление — 486 тыс. пассажиров.
В железнодорожном вокзале также расположен автовокзал. С недавнего времени автовокзал переехал в соседнее здание, восточнее здания вокзала.
К вокзалу подходят все виды городского общественного транспорта: автобусы, троллейбусы, маршрутные такси.
Пассажирское движение
На станции 5 сквозных и один тупиковый приёмоотправочный путь для пассажирских поездов.
Станция имеет пассажирское значение, связана пригородными поездами с Челябинском, Златоустом, Учалами(отменено), Кропачёво. Поездами дальнего следования станция связана с городами Белоруссии, Украины(отменен), Казахстана, Литвы, Центрального, Южного, Приволжского, Уральского, Сибирского и Дальневосточного федеральных округов России.