In oktober 1906 neemt de Noordoosterlocaalspoorweg-Maatschappij de spoorlijn Mariënberg – Almelo in gebruik. Naast enkele stopplaatsen krijgt de negentien kilometer lange lijn met Den Ham-Vroomshoop en Vriezenveen ook twee echte stations. Beide stations zijn voorzien van gebouwen van standaard NOLS-ontwerpen. Den Ham-Vroomshoop krijgt net als zeven andere plaatsen aan het lokaalspoornet van de NOLS een vereenvoudigde variant van het stationsgebouw van Dalfsen. Waar dit gebouw twee vooruitspringende geveldelen heeft, krijgt het stationsgebouw van Den Ham-Vroomshoop er slechts één. Net als de meeste andere grotere stations van de NOLS is ook aan het stationsgebouw van Den Ham-Vroomshoop een kleine goederenloods gebouwd. Deze loods is al in 1909 vergroot.
In 1952 wijzigt NS de naam van het station in Vroomshoop en verdwijnt het karakteristieke mozaïek met de stationsnaam achter een plaat en de pleisterlaag waarmee het gebouw als enige voormalige NOLS-station compleet wit is gemaakt. In 1979 is het complete stationsgebied gemoderniseerd. De treinen stoppen voortaan langs een nieuw eilandperron. Op het perron is een eenvoudige wachtruimte met loket neergezet. Het dak is enkele meters doorgetrokken als overkapping. Onder de sporen is bovendien een fiets- en voetgangerstunnel aangelegd. Tegelijkertijd verdwijnen de stationsfuncties uit het oude gebouw en wordt het ingericht als woonhuis. In 1997 is ook het loket op het perron weer gesloten. De wachtruimte is vijf jaar later gesloopt. Het stalen frame en de overkapping blijven wel staan. Hierdoor is het perron voor een groot deel overdekt.
Op de foto boven dit artikel het stationsgebouw van Vroomshoop op 5 april 2015.