北京东站位于百子湾路7号，北邻通惠河，南邻百子湾。始建于1938年，为货运站，起初称东郊站[5]，设有2.5条股道[6]。
1950年代，北京市东郊地区大力发展工业，北京东站的货运量也因此增长。1957年改建，货场扩大至12.6万平方米，货物线6条，堆货能力1.4万吨[5]。至1959年，车站成为北京市当时最大的货运站[6]。
1988年1月1日改称北京东站。当年，在西侧扩建为以货运为主，客货运综合性的二等站。截至1990年代中期，建筑面积4.3万平方米，设有候车室、基本站台、旅客站台、旅客通行地道、装卸机械车辆设备的断面站台，并设有大型货场，附设19条工厂、仓库专用铁路线，还设有装卸设备等站区设施[5]。
2012年7月1日起本站始发至承德的6417次列车停运后，车站停办旅客乘降业务[6][7]，但仍保留有售票业务。
2015年2月1日恢复客运业务。
2017年为适应城市副中心线列车停靠，车站内外进行了改造工程[6]。