Station Klarenbeek werd geopend op 1 juni 1882 en ligt aan de Oosterspoorweg tussen Apeldoorn en Zutphen. Het station ligt ongeveer 1 kilometer buiten de dorpskern van Klarenbeek en werd oorspronkelijk gebouwd om de houtindustrie in de regio te ondersteunen.

Het station kreeg bestaansrecht dankzij de familie Krepel, die actief was in de houthandel en houtbewerking. Zij wilden hout per spoor vervoeren en lieten een paardenspoorweg van ongeveer 1,5 kilometer aanleggen tussen het spoor en hun houtzagerij. Deze verbinding was essentieel voor de economische ontwikkeling van de regio, omdat het transport van hout efficiënter en sneller maakte.

Het oorspronkelijke stationsgebouw was van het standaardtype Velsen-Zeeweg, een ontwerp dat kenmerkend was voor kleinere stations in Nederland. Dit gebouw stond er van 1959 tot 19761. De perrons van Station Klarenbeek liggen in bajonetligging, wat betekent dat de perrons niet recht tegenover elkaar liggen, maar schuin aan weerszijden van de overweg. Dit ontwerp was praktisch voor het enkelsporige baanvak tussen Apeldoorn en Zutphen, waar Klarenbeek het enige kruisingsstation is.