Planungen
1858 nahm der ein Jahr zuvor in Bremen gegründete Norddeutsche Lloyd mit den Dampfern Bremen und New York einen Linienverkehr zwischen dem neuen Hafen in Bremerhaven und New York auf. Der Bedarf nach Transportkapazitäten zwischen Bremen und Bremerhaven für Waren und Personen explodierte. Die Eisenbahn war zu dieser Zeit, etwa 25 Jahre nach dem Start der ersten deutschen Verbindung zwischen Nürnberg und Fürth, ohne Zweifel das modernste und vielversprechendste Transportmittel. So beschlossen die Hansestadt Bremen und das Königreich Hannover, die gemeinsam finanzierte und 1847 eröffnete Bahnstrecke Wunstorf-Bremen nach Geestemünde zu verlängern, mit Anschluss an das benachbarte Bremerhaven. Jahrelang stritten sie zunächst um die Streckenführung. Bremen favorisierte eine von Vegesack ausgehende Direktverbindung an die Wesermündung, Hannover wollte die Strecke über Lesum, Scharmbeck und Beverstedt führen, um Geestemünde leichter mit Hamburg verbinden zu können. Letztendlich einigte man sich als Kompromiss auf die heutige Streckenführung. Die Baukosten lagen bei knapp 4.8 Mio Reichstalern.
Um keinen der damals selbstständigen Flecken Osterholz und Scharmbeck zu bevorzugen und beide gleichermaßen von der Bahnverbindung profitieren zu lassen, wurde der Bahnhof genau zwischen beiden auf seinerzeit völlig freiem Feld errichtet, umgeben von Ackerland und dem Klosterholz. Osterholz und Scharmbeck waren nur über den sandigen Korenweg (=Karrenweg) zu erreichen, die Verbindung Scharmbecks zum Osterholzer Hafen.
Die ersten Jahre
Die Bahn wurde von Beginn an gut angenommen, bereits im ersten Betriebsjahr gingen in Osterholz-Scharmbeck 19.595 Fahrkarten über den Schaltertisch. Zunächst verkehrten in beide Richtungen jeweils ein Vormittags- und ein Nachmittagszug, die Fahrt nach Bremen dauerte morgens 65 und nachmittags 50 Minuten. Der Fahrpreis lag bei 9 Groschen in der dritten und 17 Groschen in der ersten Klasse.
Der neue Bahnhof übte große Anziehungskraft aus, in seiner unmittelbaren Nähe entwickelte sich eine rege Bautätigkeit. 1862 eröffnete das Kaiserliche Postamt (heute Bahnhofstr. 31), 1864 nahmen die Frerichs-Werke (heute Alte Faun-Hallen) mit anfangs 60 Mann Belegschaft die Produktion auf.
Die für damalige Verhältnisse exzellente Verbindung in’s Grüne führt auch Tausende von Bremer Ausflüglern in die Region. Hinrich Windhorst, erster Pächter der Bahnhofsgaststätte, witterte gute Geschäfte und baute 1864 am Hohetor (heute Erntefestplatz) einen Festsaal mit Sommergarten. Windhorsts Gasthaus blieb nicht lange allein, bereits 1865 eröffneten in direkter Nachbarschaft das Hotel Bremer Haus sowie das Hotel Hansa-Haus ebenfalls mit Sommergärten und Sälen für das vergnügungssuchende Bremer Klientel.
1865 wurde der Weg von Scharmbeck zum Bahnhof gepflastert und wenig später Bahnhofstraße benannt. 1869 öffnete die private Rektorschule (später Mittelschule und Pestalozzi-Schule) in der Bahnhofstraße seine Türen.
100 Jahre Wirtschaftszentrum
Während das Kriegerdenkmal am heutigen Rathaus 1872 noch auf freiem Feld zwischen Scharmbeck und Bahnhof entstand, verwandelte sich die Umgebung des Bahnhofs in den folgenden Jahrzehnten zum unbestrittenen Zentrum der späteren Kreisstadt.
In den 1870er-Jahren eröffnete das Bahnhofshotel (heute Rumpelstilzchen), 1885 nahmen die Osterholzer Reiswerke ihre Produktion auf. 1893 entstand das Manufakturgeschäft Ehlen (später 1898-1934 Fa. Cohen und 1934 bis in die 1970er-Jahre die legendäre Fa. Meyerhoff), 1908 eröffnete die Osterholz-Scharmbecker Bank (später Kreissparkasse) und 1927 das Kaufhaus Reuter.
Jüngere Vergangenheit
Bis in die 1970er-Jahre konzentrierte sich am Bahnhof ein Großteil der hiesigen Wirtschaftskraft, dann allerdings wandelte sich die Situation nachhaltig. Die Fa. Meyerhoff zog nach Buschhausen, die Reiswerke stellten ihren Betrieb ein und wurden abgerissen. 1982 schließlich verschwand der Bahnübergang, die Bahnhofstraße wurde zur „beidseitigen Sackgasse“. Auch der Neubau des Geschäftshauses Bahnhofstraße 30 auf dem Gelände der Reiswerke 1982 und des in der Nachbarschaft 1983 fertiggestellten Finanzamtes konnten in den 1980er-und 90er-Jahren nicht darüber hinweg täuschen, das die Bahnhofsumgebung ihren früheren Glanz verloren hatte.
Der 1997 eröffnete Neubau der Kreissparkasse, das ca. 2006 fertiggestellte Büro- und Geschäftshaus am alten Meierhoff-Standort und das 2011 von der Maribondo-Stiftung im ehemaligen Reuter-Gebäude eröffnete Bowlingcenter haben die Stimmung in den letzten Jahren zwar wieder zum Positive gewendet, der Bahnhof selbst aber bleibt vorerst auf einem gefühlten Abstellgleis. Vorläufiger Höhepunkt dieser Entwicklung war Anfang 2012 die überraschende Schließung der Ticket-Verkaufstelle einer privaten DB-Agentur, über die das Kreisblatt Anfang Januar berichtete. Deren Nachfolger schloss gut 2 Jahre später am 29. April 2014, nachdem Deutsche Bahn und der bisherige Agentur-Betreiber „ihr Vertragsverhältnis beendet“ hatten, wie vom Bahn-Pressesprecher mitgeteilt wurde.
Im Juni 2016 übernahm die Aedificia GmbH aus Frankfurt das Gebäude von der britischen Main Asset Management GmbH. Die Aedificia-Geschäftsführer Stefan Steinert und Abdol Rasoulinia vermarkten etwa 25 Bahnhofsimmobilien in Deutschland und wünschen sich weitere Mieter als Ergänzung zum vorhandenen DB-Ticket-Verkauf mit Paket- und Postshop (Dennis Zipter), z.B. Gastronomie, Bäcker-Filiale oder Apotheke. Wenn 70 % des Bestandes vermietet seien, plane man eine Sanierung des Objektes.