La gare de Deerlijk (ou « Deerlyck » à l’origine) a été ouverte au trafic voyageurs le 25 mai 1874.
Deux ans plus tard, une voie de garage et une autre en cul-de-sac ont été ajoutées dans le prolongement de la gare pour le trafic des marchandises. Le bâtiment de la gare lui-même n’a été mis en service qu’une dizaine d’années plus tard. Bien qu’il présentait les caractéristiques des gares de l’État Belge, il s’en distinguait néanmoins. Elle comportait certes une partie centra le à trois travées et un étage, mais l’aile gauche, avec ses cinq parties, était beaucoup plus longue. La salle des guichets se trouvait dans la partie centrale, la salle d’attente spacieuse et l’entrepôt pour les colis se trouvaient dans l’aile latérale. De l’autre côté du bâtiment se trouvaient l’entrepôt pour les matières inflammables ainsi que quelques locaux de service. Contrairement à la partie précédente, cette partie avait un toit plat et était dotée d’un long auvent.
Cette situation a perduré pendant près d’un siècle, sans modifications substantielles. Le nom actuel de Deerlijk a été introduit en 1938. En raison du nombre insuffisant de voyageurs, la gare a fermé ses portes le 3 juin 1984 dans le cadre du plan IC/IR. Avec l’électrification de 1986, les quais ont été supprimés.
Dans les années 1960, une grande entreprise de ferraille, la société Casier, s’est installée en partie sur la cour de marchandises et a ainsi obtenu son propre raccordement. Celui-ci a subsisté jusqu’en 2024, quand l’aiguillage de raccordement a été supprimé; les voies ont toutefois été conservées. Entre-temps, le bâtiment de la gare a été vendu et est aujourd’hui une habitation privée.