鹿ノ谷駅は1897(明治30)年12月に北海道炭礦鉄道の貨物駅として開駅しました。1901(明治34)年から旅客の取扱い駅となっています。
当時石狩石炭㈱が設立され、新夕張炭鉱の貨物駅として、また、1913(大正2)年に北炭の北海道支店が鹿の谷に移転されると、最寄りの連絡駅となりました。その後、鹿の谷に夕張工業学校、夕張中学校などが開校すると、その学生達の通学駅としても利用されていました。
1926(大正15)年、夕張鉄道が敷設されると、その接続駅として栗山を経由し野幌までの直通駅として機能しています。2019(平成31)年、JR夕張支線の廃止に伴って廃駅となっています。