Le 28 mai 1886, le ministre des Travaux publics valide le projet des stations entre Saint-Claude et Dortan. Prévue pour un trafic restreint, comme celle de Lavans-lès-Saint-Claude, la gare de Molinges doit être réalisée sur le même modèle qu'elle : bâtiment des voyageurs de 3e classe (correspondant au plan type de la compagnie du PLM annexé à la circulaire ministérielle du 26 avril 1880) avec latrines et abri, trottoirs, quai de 20 m couvert sur 10 m par un entrepôt du type " Halle à marchandises de 10 mètres de largeur ". Par contre, pour l'approvisionnement en eau des locomotives, elle doit disposer d'un réservoir de 300 m3, alimenté par le ruisseau du Longviry. Les travaux sont adjugés le 4 novembre 1886 à deux entrepreneurs de l'Ain, Désiré Simonnet (de Peyrieu, mais signalé aussi à Olargues, dans l'Hérault) et Louis Mignot (de Belley), ce dernier également adjudicataire le 11 août 1887 de l'alimentation en eau. Menés sous la direction des ingénieurs des Ponts et Chaussées, ils sont achevés le 20 octobre 1888. La ligne est ouverte à l'exploitation le 10 juillet 1889. Une partie des installations est supprimée dans le 4e quart du 20e siècle : grue de 10 tonnes et pont-bascule de 32 tonnes en mai 1974, grue hydraulique en février 1976, entrepôt. Converti (dans les années 1980 ?) en gare sans gérance - sans vente de billet mais avec ouverture permanente de la salle d'attente -, l'établissement est ensuite fermé et l'arrêt supprimé. Il est rétabli en août 2005, suite à la demande de la municipalité.