Bereits am 9. Juli 1886 wurde das erste Teilstück der Bäderbahn von Bad Doberan nach Heiligendamm eröffnet. Am 18. Dezember 1908 beschloss man, die Schmalspurbahn bis nach Arendsee zu verlängern. 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. Das verputzte Empfangsgebäude ging mit Eröffnung der Strecke am 12. Mai 1910 in Betrieb. Es hatte einen überdachten aber offenen Warteraumanbau. In der Schalterhalle befand sich die Fahrkartenausgabe und ein Gepäckschalter. Der Bahnhof verfügte über umfangreiche Gleisanlagen und ein Bahnbetriebswerk mit Lokbehandlungsanlagen, im dem alle Wartungs- und Instandsetzungsarbeiten an den Lokomotiven bis zu Eröffnung der Wartungshalle in Bad Doberan stattfanden. Ab dem 1. April 1920 übernahm die Deutsche Reichsbahn die Bäderbahn und erweiterte das Empfangsgebäude erheblich, wobei man den Kern des alten Stationsgebäudes in das neue Gebäude integrierte. Neben einer Güterhalle mit Gepäckaufbewahrung aus Klinker entstand im Anbau an das alte Stationsgebäude eine Bahnhofsgaststätte, die verputzt wurde. Das alte Stationsgebäude diente als Wohngebäude des Gastwirts. Im Mittelteil des neuen Empfangsgebäudes wurde die Schalterhalle neu angelegt. 1938 legte man die Gemeinden Brunshaupten und Arendsee zum Ort Kühlungsborn zusammen. Der Güterverkehr wurde am 31. Mai 1969 eingestellt.