Stacija Talsi atvērta uz Pirmā pasaules kara laikā celtajām Stendes - Ventspils lauku dzelzceļa līnijām. Tā bija līniju starpstacija ar lielāko pasažieru un kravu apgrozību, jo apkalpoja vienīgo pilsētu un lielāko apdzīvoto vietu starp abiem līnijas galapunktiem. 1930. gadā pēc arhitektes A. Grīnbergas projekta uzcelta jauna stacijas ēka. Pēc dzelzceļa likvidācijas 20. gadsimta 60. gados stacija kalpo Talsu autoostas vajadzībām