Parowóz Ok 1 198 przed lok. Żagań (fot. Maro)
Pierwotnie stacja nie miała charakteru węzłowego. Miasto podobnie jak Głogów i Szprotawa zostało pominięte w planach budowy kolei relacji Wrocław – Berlin. Tym samym powstała konieczność budowy połączenia kolejowego łączącego powyższe miasta ze szlakiem Wrocław – Berlin. Budową takiej linii zajęło się spółka Dolnośląska Kolej Boczna.
Pierwsza linia przebiegająca przez miasto to szlak Jankowa Żagańska – Głogów, który został oddany do użytku 1 października 1846 roku. Na następne połączenia kolejowe miasta trzeba było czekać około 30 lat. 31 grudnia 1871 roku otwarto kolejowe połączenie Żagań – Żary, które w następnym roku przedłużono przez Tuplice do miasta Halle w Niemczech. Ważne znaczenie dla rozwoju węzła kolejowego miało oddanie do użytku skrótowego odcinka linii Wrocław – Berlin, tj. odgałęzienia Jasień – Miłkowice. Miało to miejsce 15 maja 1875 roku. Dzięki temu przez Żagań zaczęły przejeżdżać pociągi ekspresowe i pospieszne o ponadregionalnym charakterze (od 1897 roku pociągi ekspresowe czy pospieszne relacji Wrocław – Berlin kursowały tylko po skrótowym odcinku, starym szlakiem kolei Dolnośląsko – Marchijskiej jeździły już jedynie dalekobieżne pociągi osobowe).
25 grudnia 1876 roku dworzec kolejowy zostaje zniszczony w wyniku pożaru. Nowy zostanie ukończony dopiero w 1913 roku. 1 października 1890 roku oddano do użytku linię Żagań – Kożuchów i dalej do Nowej Soli. Ostatnim doprowadzonym do miasta szlakiem kolejowym było połączenie Żagań – Zebrzydowa przez Świętoszów, oddane do użytku 1 sierpnia 1905 roku. Tym samym w mieście zbiegało się ze sobą 7 szlaków. Stacja stała się dużym węzłem kolejowym, który z pierwotnego charakteru lokalnego stał się węzłem o charakterze ponadregionalnym.
W latach 1916 -18 przejeżdżał przez miasto słynny Orient Ekspres z Berlina do Petersburga i Konstantynopola. W latach 30 wprowadzono szybkie wagony motorowe, które osiągały na odcinku Żagań – Miłkowice szybkości ponad 120 km/h. Zwano je dlatego “latającymi Ślązakami”. Składy tej relacji kursowały między Bytomiem a Berlinem.
Po 1945 roku zniszczenia linii wywołane wojną udało się odbudować, choć niektóre opóźnienia wpłynęły niekorzystnie na rozwój węzła. Zniszczony most na Nysie Łużyckiej, a potem jego prowizoryczna odbudowa sprawiły, że dokonano przeniesienia kursowania składów do Berlina przez Zieloną Górę. Była to znacząca strata. Bliskość granicy niemieckiej również miała swój niekorzystny wpływ, położenie na uboczu kraju zredukowało nieco rangę węzła, nadal jednak miał on ponadregionalny charakter. Liczne połączenia kolejowe umożliwiały podróżowanie zarówno w głąb Polski, jak i do Niemiec. W najlepszym okresie kolej posiadała swoją przychodnię oraz przedszkole. Z Żagania można było dojechać bez przesiadki do Warszawy, Forst, Poznania, Zielonej Góry, Szczecina, Jeleniej Góry, Wrocławia, Leszna, Ostrowa Wielkopolskiego itd. Oprócz licznych połączeń osobowych stacja obsługiwała znaczny ruch towarowy. W latach 80 tych rozpoczęto modernizację stacji.
Po 1990 roku rozpoczął się pierwszy etap likwidacji połączeń. W pierwszej kolejności zamykano linie o charakterze lokalnym. Taki los spotkał najpierw linię Zebrzydowa – Żagań (1990), potem Kożuchów – Żagań (1993). Ze szlaków znikały także ostatnie parowozy. 16 maja 1995 zawieszono połączenia pasażerskiej na odcinku Żagań – Lubsko. W 1999 składy osobowe przestały kursować do Jankowej Żagańskiej. Ostatnie jak na razie likwidacje połączeń osobowych miały miejsce w 2002 roku. Zawieszono połączenia osobowe na linii Żagań – Głogów. Choć stacja nadal pełni węzłowy charakter obecnie straciła na znaczeniu. Przestały kursować pociągi do Warszawy, Poznania, Szczecina. Zlikwidowano połączenie bezpośrednie do Wrocławia (Bóbr) a Eurocity Wawel kursuje zmienioną trasą. Wprowadzenie szynobusów, stało się szansą na ożywienie lokalnego ruchu kolejowego. Dzięki temu przywrócono kursy do Niegosławic oraz Węglińca przez Żary. Jednakże 10 października 2010 roku ponownie zawieszono kursy na szlaku do Niegosławic.