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泰安車站於日治明治43年（1910）創設，原稱「大安溪信號場」，僅辦理列車避讓及交會，大正元年（1912）11月1日升級為「大安溪停車場」，大正9年改稱為「大安驛」，至民國43年（1954）改稱為「泰安」，屬舊山線鐵道之車站，於民國87年（1998）9月停用，新山線之泰安站也隨之啟用。

原有站房初建時為木造建築，站內石柱由粗而細鼎立，窗戶皆為木窗上托式，因昭和10年（1935)發生墩子腳大地震，造成聯繫之橋樑隧道震毀，北側設著一座砲彈狀的紀念碑，刻有文字「臺中線震災復興紀念碑」，現存之站房為震災後興建之樣式，落成於昭和12年（1937）。

泰安車站為日式建築之老舊車站，全區包括車站本體、公共廁所、地下道、月台及雨庇、信號所，以及紀念碑等。另因泰安車站受限地形於谷地中為配合兩端路線高度，車站本體位於地勢較低處在軌道以下，而入口設於地面，故須經過地下道才能通往月台搭車，形成月臺、鐵路在上方二層的現象，相當獨特。
民國89年（2000）以泰安車站見證了早期交通發展歷程，建築具當時代特色，指定為臺中縣縣定古蹟，範圍包括車站本體、月台與震災復興紀念碑。