Der Bahnhof von Weidenhausen wurde mit dem Bau der Aar-Salzböde-Bahn (Niederwalgern – Herborn) in den Jahren 1892-1894 errichtet. Bedingt durch die Streckenführung liegt er südöstlich des Ortskerns von Weidenhausen beim Ortsteil Petersburg. Der Bahnhof wurde nach Plänen des Bahnarchitekten Hentzen als Typenbau errichtet und entspricht damit etwa dem Bahnhof in Lohra. Der zweistöckige, traufseitig zur Bahnstrecke stehende Bau wurde in gelblichem Backstein mit roten Zierklinkern errichtet. Die zum Ort gerichtete (Süd-)Seite wird durch einen Risaliten betont. Östlich schließt sich ein einstöckiger Güterschuppen an das Empfangsgebäude an.
Von der Eröffnung der ersten, 13,34 km langen Teilstrecke ab Niederwalgern am 12.5.1894 bis zur Freigabe der Fortsetzung bis Hartenrod am 15.7.1901 war der Bahnhof in Weidenhausen für einige Jahre Endpunkt der von Niederwalgern kommenden Bahnstrecke. Am 1. Januar 1992 wurde der Güterverkehr auf der Strecke Niederwalgern Hartenrod eingestellt, am 27.5.1995 auch der Personenverkehr. Der Bahnhof Weidenhausen wurde an einen Privatbesitzer veräußert.