La ligne de chemin de fer de Moscou au village de Savyolovo sur la Volga a été construite à l'initiative de Savva Mamontov, président du Conseil de la Compagnie de chemin de fer Moscou-Iaroslavl-Arkhangelsk. Il était prévu de l'étendre jusqu'à Uglich, Kaliazine et Rybinsk, afin de relier la voie commerciale fluviale sur la Volga à Moscou. Mamontov, avec le ministre des Finances S.Yu. Witte, comprenait qu'au cours des premières années, la ligne ne serait pas rentable, mais la considérait comme stratégiquement importante pour le développement des régions nord de la Russie.

La construction a commencé depuis la station Losinoostrovskaya de la Compagnie de chemin de fer Moscou-Iaroslavl-Arkhangelsk jusqu'à la station Beskudnikovo, d'où commençait la route de Savyolovo.

La gare a commencé à être construite à la périphérie de Moscou, près de la barrière de Butyrka, où le terrain était bon marché. L'achèvement de la construction était prévu pour l'hiver 1899, mais les travaux ont été soudainement arrêtés. La Compagnie de chemin de fer Moscou-Vindava a proposé d'acheter le terrain de Beskudnikovo, Savyolovo et de construire la gare ailleurs. Cependant, à l'été 1900, la Compagnie de chemin de fer Moscou-Iaroslavl-Arkhangelsk a été rachetée par l'État, la transaction n'a pas eu lieu, et la construction de la gare a continué à l'endroit initial.

Les travaux étaient dirigés par l'ingénieur A.S. Soumarokov, qui était peut-être l'auteur du projet de la gare. Le bâtiment de la gare était de plain-pied, avec une partie centrale à deux étages. La construction s'est achevée en 1902. Avant cela, les trains partaient de la gare Iaroslavl et passaient sur la ligne de raccordement de Beskudnikovo, Losinoostrovskaya. L'ouverture de la circulation des trains depuis la nouvelle gare, nommée gare de Butyrka, a eu lieu le 10 (23) mars 1902. La gare est devenue la plus récente de Moscou.

En 1900, la Douma de la ville de Moscou, réalisant l'importance de la gare et anticipant la hausse des prix des terrains environnants, a modifié les frontières de Moscou et du district de Moscou, incluant la gare dans la ville.

La gare de Savyolovo a toujours été considérée comme la plus calme, et la direction de Savyolovo, la moins fréquentée. Ilf et Petrov dans « Les Douze Chaises » mentionnent que le nombre de personnes arrivant à Moscou par la gare de Savyolovo est le plus faible : des cordonniers de Taldom, des habitants de Dmitrov, des travailleurs de la manufacture de Yakhroma et des vacanciers de Khlebnikovo. Le voyage à Moscou par cette ligne prend peu de temps, la distance maximale étant de cent trente verstes.

Avec le temps, la gare est devenue trop petite pour le flux croissant de passagers. On pouvait partir pour Rybinsk, Uglich et Saint-Pétersbourg (via Sonkovo), mais le trajet vers Saint-Pétersbourg prenait une journée en raison des lignes à voie unique peu actives. En 1987, la reconstruction de la gare de Savyolovo a commencé, après quoi elle est devenue à deux étages, tout en conservant son apparence. En 1999, tous les trains de longue distance ont été transférés à la gare de Biélorussie, et la question de la fermeture de Savyolovo a été discutée.

Aujourd'hui, la gare de Savyolovo, la seule à Moscou, ne dessert que les trains de banlieue. En 2004 et 2010, elle a desservi des express vers l'aéroport de Sheremetyevo.