1844 erfolgte in Cannstatt der Spatenstich für den Bau der ersten Eisenbahnlinie in Württemberg. Sechs Jahre später war die Strecke von Stuttgart nach Friedrichshafen befahrbar.
Es folgten Linien nach Aalen und Heilbronn. Mit der Wahl von Friedrich von Dillenius zum Landtagsabgeordneten des Oberamtsbezirks im Jahr 1870 erhoffte man sich auch in Backnang eine baldige Anbindung an das Eisenbahnnetz, war dieser doch Direktor der württembergischen Verkehrsanstalten. Tatsächlich nahm das Projekt einer Verbindung von Waiblingen über Winnenden nach Backnang schon bald Fahrt auf. 1872 genehmigte der württembergische König Karl I. den Bau der Murrbahn, für den wegen der Topographie große Erdbewegungen notwendig waren. Am 26. Oktober 1876 konnte die eingleisige Eisenbahnstrecke von Waiblingen nach Backnang eröffnet werden. Zügig wurde der Weiterbau der Eisenbahnstecke nach Murrhardt vorangetrieben, die am 11. April 1878 zusammen mit dem neuen Backnanger →Bahnhof eröffnet werden konnte.
Am 8. Dezember 1879 folgte die Eröffnung der Bahnstrecke nach Marbach mit einer langen Brücke über das Maubachtal, wodurch Backnang zu einem Eisenbahnknotenpunkt wurde. Davon profitierte vor allem die Backnanger Lederindustrie: Allein im September 1879 wurden im Bahnhof Backnang 120942 Kilogramm Leder verladen. Umgekehrt wurde nun in großer Menge Rinde für die Gerbereien angeliefert. Als 1880 die Strecke von Murrhardt nach Gaildorf fertig war, gab es eine durchgehende Verbindung von Bietigheim nach Schwäbisch Hall-Hessental.
1882 fuhr der erste Schnellzug nach Nürnberg. Da nun die kürzeste Verbindung von Straßburg nach Nürnberg über Backnang führte, hielt 1910 der Express Paris-Warschau in Backnang. 1912 führte der Orientexpress Paris-Wien über Backnang. Eine ebenfalls geplante Verbindung von Backnang über Welzheim nach Schwäbisch Gmünd wurde allerdings nie ausgeführt.
1912 erhielt die Spinnerei Adolff eine eigene Haltestelle, die bis 1982 in Betrieb war. 1961 wurde die Eisenbahnbrücke über die Weißach durch einen Neubau ersetzt. Die Elektrifizierung der Strecke nach Waiblingen und der zweigleisige Ausbau erfolgten drei Jahre später.
Bei der Eröffnung der Bahnlinie nach Waiblingen am 26. Oktober 1876 gab es in Backnang nur ein provisorisches Bahnhofsgebäude. Es folgte aber schnell der Bau eines repräsentativen Empfangsgebäudes, das bei der Eröffnung der Bahnlinie nach Murrhardt am 11. April 1878 eingeweiht werden konnte. Es hatte eine beachtliche Größe: Zwei dreigeschossige Pavillons verband ein etwas niedrigerer Langbau. Das Erdgeschoss war in Naturstein aufgeführt, die großen Rundbogenöffnungen von fein gehauenen Quadern eingefasst und die oberen Geschosse in Backstein gemauert. Von der Stadt erschloss eine offene Vorhalle in Gußeisenkonstruktion den Bau. In einigem Abstand wurde der Güterbahnhof errichtet, dessen Gebäude heute noch vorhanden sind. 1975 wurde das Bahnhofsgebäude abgebrochen und durch einen eingeschossigen Betonbau ersetzt, in den eine unterirdische Direktverbindung zwischen Erbstetter Straße und den Gleisen integriert wurde. Neben dem neuen Bahnhofsgebäude entstand 1988 der Zentrale Omnibusbahnhof (ZOB) mit Parkhaus. 2019 wurde der ehemalige Güterschuppen des Bahnhofs abgerissen und die freigewordene Fläche seitdem für Parkplätze genutzt.
