La gare de Grand-Halleux sur la ligne 42, de Rivage à Gouvy-frontière est ouverte le 20 février 1867 par la Société royale grand-ducale des chemins de fer Guillaume-Luxembourg.
Elle est située au Point Kilométrique (PK40,7) entre la gare de Trois-Ponts et le Point d’Arrêt de Rencheux.
Durant la Bataille des Ardennes, la gare fait partie des bâtiments de Grand-Halleux touchés par les combats.
Une nouvelle construction de style moderne en pierre de pays est construite en 1955 plus près du passage à niveau à côté de l’ancien.
Il s’agit d’un petit pavillon sans étage coiffé d’une toiture à plusieurs volumes servant d’abri côté quais. La façade est en pierre locale de forme irrégulière; la porte des voyageurs est implantée côté quais afin d’éviter les courants d’air et les fenêtres sont peu nombreuses côté rue. Une cabine de signalisation est intégrée dans le coin gauche (Toujours visible en 2022).
Disparue, la maison du garde-barrière faisait directement face au bâtiment de gare de 1955.
Grand Halleux devenu Point d’Arrêt en 1982, la SNCB envisage de supprimer la gare, mais le plan IC-IR de 1984. épargne le PA qui ferme finalement le 29 mai 1988.
En 1996, la gare est toujours entretenue et ses équipements (quais, éclairage, signalétique) fonctionnels.
La ligne a depuis été électrifiée, mise à simple voie et les quais supprimés