Kagerup station åbnede 20. januar 1880, som en del af Gribskovbanen mellem Hillerød og Græsted. Gribskovbanen blev i 1896 forlænget til Gilleleje. Kagerup station blev forgreningsstation året efter da man åbnede banen til Helsinge den 15. juli 1897. Denne strækning blev i 1924 forlænget helt til Tisvildeleje.
I mange år blev togene fra Hillerød til Gilleleje og Tisvildeje og omvendt delt henholdsvis samlet på Kagerup station. Denne funktion ophørte imidlertid da driften på Gribskovbanen omlagdes i begyndelsen af 1990’erne.
Fra banens åbning var Kagerup en betydelig mellemstation, idet den betjente den betydende by Helsinge.
Selve Kagerup Station ligger ret øde i skoven, et par kilometer fra selve Kagerup by. Nærmeste nabo er et stort savværk, som tidligere havde privat sidespor, udgående fra Helsingebanens strækningsspor.
Stationsbygningen er tegnet af Heinrich Wenck, men er i tidens løb ombygget flere gange. Bygningen er opført i røde mursten med et par gule bånd.
Efter åbningen af Kagerup-Helsinge Banen i 1897 steg stationens trafik betydeligt, da den blev forgreningsstation, og de fleste tog deltes og samledes her. I 1905 oprettedes brevsamlingssted på stationen, og i 1912 måtte stationsbygningen udvides mod nord. Efter endnu en ombygning i 1943-44 fik bygningen sin nuværende skikkelse, og ikke mange af de oprindelige Wenckske karakteristika er tilbage – bygningen ser snarere lidt funkisagtig ud. Et karakteristisk vandtårn, også i røde mursten, opførtes i 1945.
I 1966 indførtes fjernstyring af stationen, og betjeningen ophørte pr. 1. august 1966. Postekspeditionen nedlagdes kort tid efter.
Stationens sporareal bestod oprindelig af et omløbsspor øst for hovedsporet, ud for stationsbygningen, et trekantspor til vending af dampvognene, samt et stikspor til en remise. Ved anlægget af Kagerup-Helsinge Banen og ophøret af brug af dampvogne i 1896/97 fjernedes trekantsporet. Sporarealet består i dag af 2 perronspor, et læssespor med siderampe øst for perronsporene, samt et sidespor til baneafdelingens bygning vest for stationsbygningen.
Umiddelbart nord for stationen findes en dobbelt transversal, så begge perronspor kan benyttes af tog til og fra både Gilleleje og Tisvildeleje. Stationen er som nævnt ubetjent, men ventesalen er åben og opvarmet i vinterperioden.