С 1870-х годов на имя наместника Кавказа Великого князя Михаила Николаевича и министра путей сообщения от думы и городского головы Пятигорска регулярно поступали просьбы о соединении железнодорожной линией Пятигорска со станцией Минеральные Воды. Однако Общество Владикавказской железной дороги долго не решалось заняться этой проблемой.

Указ о сооружении Минераловодской ветви длиной 60 верст (64 километра) было высочайше утверждено только 15 июня 1891 года. После необходимых полевых изысканий, их обработки и экспертизы 13 мая 1892 года началось строительство ветви, а уже через год, 14 мая 1893 года, по участку Минводы – Ессентуки прошел первый товарный состав.

К Пятигорску, Ессентукам и Кисловодску линия подошла настолько близко, насколько это было возможно по условиям местности и по требованию Управления Кавказскими Минеральными Водами, ввиду «опасения повреждения источников вследствие сотрясения почвы от железной дороги».

3 мая 1894 года Минераловодская ветвь была официально освидетельствована правительственной комиссией и 15 мая принята в эксплуатацию. 17 мая 1894 года началось регулярное движение, что сразу же привело к заметному увеличению потока отдыхающих, прежде всего, из обеих столиц.

В 1895 – 1897 годах на средства Общества Владикавказской железной дороги в пределах полосы отчуждения дороги было возведено здание курзала, составившее вместе с вокзалом Кисловодска единый архитектурный ансамбль.

В 1912 году на Минераловодской ветви был проложен второй путь.