Bygningen, der ligger lidt afsides fra vejen, blev bygget som station til Amagerbanen.
Som banens øvrige stationsbygninger, er Store Magleby station tegnet af arkitekten Heinrich Wenck. Den blev bygget af en tømrermester Storm fra Aarhus.
Bygningen stod færdig ved Amagerbanens åbning 17. juli 1907. Den var noget mere beskeden end banens endestattion, Dragør Station, og fremstod også i det ydre med noget billigere materialer. Til trods for dette, var det håndværksmæssige af god kvalitet.
Stationsbygningen indeholdt en ventesal med billetkontor, tjenestebolig og i bygningens anden ende et mindre postkontor. Stationsforstanderen var også postmester og måtte, når der var kunder til postekspeditionen, bevæge sig fra stationskontoret til postkontoret ad bagvejen, mens kunden måtte gå ud og ind af postkontorets hovedindgang.
I 1932 blev Store Magleby Station en såkaldt ubetjent holdeplads, og postkontoret lukkede. Der har dog senere været postkontor på Store Magleby Kro og derefter på Store Maglebygård i Møllegade.
Selv om der ikke længere var mulighed for billetsalg m.m. på stationen, fortsatte godstransporten, og der blev fragtet masser af grøntsager – og ikke mindst hvidkål – med toget.
Da banen endelig lukkede, blev det arkitekt Kaj Gröning, der forestod indretningen af tre lejligheder i bygningen. Han havde også arbejdet på udvidelsen af Store Magleby Skole.
