Am 12. Mai 1910 konnte die 8,93 km lange Strecke von Heiligendamm nach Arendsee (heute Ostseebad Kühlungsborn West) in Betrieb genommen werden. Mit der Eröffnung begann auch der Güterverkehr auf der Gesamtstrecke. Der Bahnhof Brunshaupten (heute Kühlungsborn Ost) sowie das Empfangsgebäude wurden am 12. Mai 1910 eröffnet. Das aus Klinker erbaute Stationsgebäude hatte eine Schalterhalle, in der es einen Fahrkarten- und Gepäckschalter sowie einen Zugang zum Wartesaal gab. Neben dem Bahnhof befand sich das Logierhaus „Deutsche Eiche“. Die Gleisanlage hatte zu diesem Zeitpunkt ähnliche Ausmaße wie heute. Ab dem 1. April 1920 übernahm die Deutsche Reichsbahn die Bäderbahn. Sie vergrößerte 1927 das Empfangsgebäude und baute einen Güterschuppen neben dem Stationsgebäude. Der Gepäck- und Stückguttrakt wurde bis zur Bahnschranke erweitert. In dem zur Straßenseite vorgesetzten Flachbau befand sich eine Bahnhofsgaststätte. Im Obergeschoss sind Wohnräume entstanden. Das Empfangsgebäude hat starke Ähnlichkeit mit den unter Denkmalschutz gestellten Berliner S-Bahngebäuden, die der Architekten Richard Brademann entworfen hat. Die Gleisanlagen wurden für den Güterverkehr wesentlich erweitert. Es zeigte sich jedoch bald, dass durch das Umladen der Güter, der Aufwand in keinem Verhältnis zum Ertrag stand. 1938 wurden die Gemeinden Brunshaupten und Arendsee zum Ort Kühlungsborn zusammengelegt. Der Güterverkehr wurde am 31. Mai 1969 eingestellt. Die Gleisanlagen baute man danach zurück.