1901年（明治34年）に山陽鉄道・馬関（ばかん）駅として開業し、翌年下関駅と改称した。1942年（昭和17年）関門トンネルの開通に伴って、細江町にあった駅舎がもっと西よりの現在の位置に移転した。

かつて、東京・大阪方面と九州を結ぶ長距離列車は機関車交換のため、必ず下関駅に停車し、またここを起点とする特急・急行列車も数多くあって構内は終日賑わいを見せていたが、山陽新幹線が開通して以降次第に優等列車の本数も減少し、現在発着する列車はほぼすべてが普通列車となってしまった。