เมืองวูสเตอร์กลายเป็นศูนย์กลางทางรถไฟในช่วงกลางศตวรรษที่ 19 โดยมีทางรถไฟเจ็ดสายให้บริการแก่เมืองนี้:

• ทางรถไฟบอสตันและวูสเตอร์ (B&W) เปิดให้บริการระหว่างบอสตันและวูสเตอร์เมื่อวันที่ 4 กรกฎาคม พ.ศ. 2478 ^{[ 6 ] : 342}
• ทางรถไฟสายตะวันตกเปิดให้บริการระหว่างเมืองวูสเตอร์และสปริงฟิลด์ในเดือนตุลาคม พ.ศ. 2482 และไปยังเมืองอัลบานี รัฐนิวยอร์กในปี พ.ศ. 2484 ^{[ 6 ] : 190}
• ทางรถไฟนอร์วิชและวูสเตอร์ (N&W) เปิดให้บริการระหว่างนอร์วิช รัฐคอนเนตทิคัตและวูสเตอร์ในเดือนมีนาคม พ.ศ. 2483 ^{[ 6 ] : 125}
• ทางรถไฟ Providence and Worcester (P&W) เปิดให้บริการระหว่างProvidence, Rhode Islandและ Worcester ในเดือนตุลาคม พ.ศ. 2490 ^{[ 6 ] : 167}
• ทางรถไฟวูสเตอร์และแนชัว (W&N) เปิดให้บริการระหว่างวูสเตอร์และโกรตันจังก์ชันในเดือนกรกฎาคม พ.ศ. 2491 และไปยังแนชัว รัฐนิวแฮมป์เชียร์ในเดือนธันวาคมปีเดียวกัน^{[ 6 ] : 241}
• ทางรถไฟ Fitchburg and Worcester (F&W) เปิดให้บริการระหว่าง Sterling Junction และFitchburgในเดือนกุมภาพันธ์ พ.ศ. 2393 โดยใช้เส้นทาง W&N เพื่อเข้าถึง Worcester ^{[ 6 ] : 125}
• ทางรถไฟบอสตัน บาร์เร และการ์ดเนอร์เปิดให้บริการระหว่างวูสเตอร์และการ์ดเนอร์ในเดือนกันยายน พ.ศ. 2414 และไปยังวินเชนดอนในเดือนมกราคม พ.ศ. 2417 ^{[ 6 ] : 230}

รถไฟทุกสายยกเว้น Western และ P&W ใช้สถานี Foster Street ซึ่งตั้งอยู่ทางเหนือของWorcester Common

สถานีสหภาพถูกสร้างขึ้นทางทิศตะวันออกของจัตุรัสวอชิงตันในปี พ.ศ. 2418 ออกแบบโดยWare & Van Bruntโดยจำลองมาจากมหาวิหาร โรมัน และมีหอนาฬิกาสูง212 ฟุต (65 เมตร) ^{[ 7 ]}ทางรถไฟส่วนใหญ่ในนิวอิงแลนด์ตอนใต้ถูกรวมเข้าเป็นสามระบบในช่วงปลายศตวรรษที่ 19 คู่แข่งกันมายาวนานอย่าง B&W และ Western ได้ควบรวมกิจการกันในปี 1867 เพื่อก่อตั้งBoston and Albany Railroadซึ่งต่อมาได้กลายเป็นส่วนหนึ่งของ ระบบ New York Central Railroadในปี 1900 ^{[ 6 ] : 191} Boston and Maine Railroad (B&M) ได้เข้าซื้อกิจการWorcester, Nashua and Rochester Railroad ซึ่งเป็นผู้สืบทอดของ W&N ในปี 1886 และ ระบบ Fitchburg Railroadซึ่งรวมถึง Boston, Barre and Gardner ในปี 1900 ^{[ 6 ] : 230, 243} New York, New Haven and Hartford Railroadได้เข้าซื้อ กิจการระบบ New York, Providence and Boston Railroadซึ่งรวมถึง P&W ในปี 1892 ระบบ Old Colony Railroadซึ่งรวมถึง F&W ในปี 1893 และ ระบบ New York and New England Railroadซึ่งรวมถึง N&W ในปี 1898 ^{[ 6 ] : 126, 168} 

การก่อสร้างสถานี Union Station แห่งใหม่ทางด้านทิศตะวันตกเฉียงใต้ของ Washington Square เริ่มขึ้นในปี พ.ศ. 2452 ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของโครงการแยกต่างระดับ สถานีแห่งใหม่เปิดให้บริการเมื่อวันที่ 4 มิถุนายน พ.ศ. 2454 ออกแบบโดยWatson & Huckelใน สไตล์ ฟื้นฟูศิลปะเรเนสซองส์ฝรั่งเศส หอคอยหินอ่อนสีขาวสูง 175 ฟุต (53 เมตร)สองแห่งขนาบข้างทางเข้าหลัก ห้องรอผู้โดยสารหลักมีหลังคาโค้งรูปวงรีพร้อมกระจกสี หอคอยเหล่านี้ถูกรื้อถอนในปี พ.ศ. 2469 เนื่องจากปัญหาโครงสร้าง^{[ 7 ]} 

แม้ว่าโดยหลักแล้ววูสเตอร์จะเป็นสถานีที่มีแต่รถไฟท้องถิ่น แต่ก็เป็นจุดจอดของรถไฟระหว่างเมืองด้วยเช่นกัน บนเส้นทางรถไฟ B&A นั้น รถไฟที่ให้ บริการระหว่างเมืองได้แก่ New England Statesและส่วนของรถไฟWolverine ที่วิ่งไปยังบอสตัน นอกจากนี้ รถไฟร่วมระหว่าง New Haven และ B&M ที่วิ่งระหว่างนิวยอร์กซิตี้และเมน ( Bar Harbor Express , Down Easter , East WindและState of Maine Express ) ก็วิ่งผ่านระหว่างสองเส้นทางรถไฟที่วูสเตอร์ด้วย

บริการขนส่งผู้โดยสารค่อยๆ ลดลงในช่วงศตวรรษที่ 20 บริการรถไฟท้องถิ่นไปยังนิวลอนดอน รัฐคอนเนตทิคัต บนเส้นทาง N&W สิ้นสุดลงในปี 1928 แม้ว่าจะกลับมาให้บริการอีกครั้งในปี 1952 บริการรถไฟท้องถิ่นไปยังวินเชนดอนและเอเยอร์สิ้นสุดลงในปี 1953 ไปยังโพรวิเดนซ์ประมาณปี 1957 และไปยังอัลบานีในปี 1960 บริการรถไฟระหว่างเมืองนิวยอร์ก-เมนก็สิ้นสุดลงในปี 1960 เช่นกัน ทำให้วูสเตอร์เหลือเพียงรถไฟระหว่างเมืองอัลบานี-บอสตันไม่กี่ขบวน และรถไฟท้องถิ่นวูสเตอร์-บอสตันบนเส้นทาง B&A รวมถึงรถไฟไป-กลับนิวลอนดอนวันละหนึ่งเที่ยวเท่านั้น เส้นทางรถไฟนิวเฮเวนและนิวยอร์กเซ็นทรัลควบรวมกิจการกับเพนน์เซ็นทรัลในปี 1968-1969

Amtrakเข้ามารับช่วงบริการรถไฟระหว่างเมืองเมื่อวันที่ 1 พฤษภาคม พ.ศ. 2514 บริการรถไฟระหว่างเมือง B&A (ซึ่งเป็นบริการที่สืบทอดมาจากNew England States โดยไม่มีชื่อเรียก ) และการเดินทางไปยังนิวลอนดอนถูกยกเลิก แม้ว่ารถไฟNew Haven –Boston Bay Stateจะเริ่มให้บริการผ่านเมืองวูสเตอร์ในอีกไม่กี่สัปดาห์ต่อมา^{[ 8 ]} Amtrak และ Penn Central ได้ละทิ้งอาคารสถานีหลัก โดยใช้เพียงอาคารด้านข้างขนาดเล็กเป็นสำนักงานขายตั๋ว ผู้เช่าเชิงพาณิชย์รายสุดท้ายออกจากสถานี Union Station ในปี พ.ศ. 2515 และโครงสร้างก็ทรุดโทรมลง^{[ 7 ]}

รถไฟ Bay Stateถูกยกเลิกในเดือนพฤษภาคม พ.ศ. 2518 ^{[ 8 ]}บริการรถไฟโดยสารระหว่าง Worcester และ Framingham (โดยไม่มีสถานีหยุดระหว่างทางหลังจากปี พ.ศ. 2503) ไม่ได้รับการอุดหนุนจาก MBTA โดยมีผู้โดยสารเพียง 10 คนต่อวันจาก Worcester บริการจึงถูกลดเหลือเพียง Framingham ในวันที่ 27 ตุลาคม พ.ศ. 2518 ^{[ 9 ] [ 10 ]} Amtrak เริ่มให้บริการรถไฟLake Shore Limited เส้นทาง Boston-Albany สี่วันต่อมา Amtrak ได้สร้างอาคารสถานีขนาดเล็กทางด้านตะวันออกของทางหลวง Interstate 290 ในปี พ.ศ. 2518 หรือ พ.ศ. 2519 ^{[ 7 ]} บริการ Boston-New Haven ( เส้นทางภายในประเทศ ) ได้รับการฟื้นฟูภายใต้ ชื่อ Bay Stateในปี พ.ศ. 2527 และให้บริการในรูปแบบต่างๆ จนถึงต้นทศวรรษ พ.ศ. 2543 ^{[ 8 ]}

สถานี Union Station ที่ถูกทิ้งร้างได้รับการขึ้นทะเบียนเป็นสถานที่ทางประวัติศาสตร์แห่งชาติในปี 1980 ^{[ 7 ]} บริการ รถไฟโดยสาร MBTA สาย Framingham/Worcesterในช่วงชั่วโมงเร่งด่วนบางส่วนได้ขยายไปยัง Worcester ในวันที่ 26 กันยายน 1994 บริการนอกช่วงเวลาเร่งด่วนได้รับการเพิ่มเข้ามาเรื่อยๆ บริการในวันหยุดสุดสัปดาห์เริ่มขึ้นในวันที่ 14 ธันวาคม 1996 ^{[ 9 ]}สถานี Union Station ถูกซื้อโดย Worcester Redevelopment Authority ในปี 1994 และได้รับการปรับปรุงใหม่ทั้งหมดด้วยงบประมาณ 32  ล้านดอลลาร์ สถานีได้รับการบูรณะและปรับปรุงใหม่โดยFinegold Alexander & Associatesห้องโถงใหญ่ (ห้องรอเดิม) ได้รับการบูรณะเพดานกระจกสีรูปวงรี เสาหินอ่อนภายใน และขอบไม้มาฮอกานี หอคอยไฟเบอร์กลาสถูกสร้างขึ้นเพื่อแทนที่หอคอยที่ถูกรื้อถอนในปี 1926 ^{[ 11 ] [ 7 ]}บริการ Amtrak และ MBTA เริ่มใช้สถานี Union Station ในวันที่ 20 มิถุนายน 2000 ^{[ 9 ] [ 7 ]}

สถานีขนส่งรถประจำทางระหว่างเมืองและท้องถิ่นทางด้านตะวันตกของสถานี ซึ่งมีจุดจอดรถประจำทาง 5 จุด ได้ถูกเพิ่มเข้ามาด้วยงบประมาณ 5.2  ล้านดอลลาร์ และเปิดให้บริการในเดือนสิงหาคม พ.ศ. 2549 ^{[ 12 ]}ในเดือนเมษายน พ.ศ. 2555 องค์การขนส่งมวลชนประจำภูมิภาควูสเตอร์ได้เริ่มก่อสร้างศูนย์กลางการขนส่งมวลชนประจำภูมิภาคแห่งใหม่ที่อยู่ติดกับสถานียูเนียน งบประมาณอยู่ที่ 14 ล้านดอลลาร์ โดย 10 ล้านดอลลาร์มาจากรัฐบาลกลาง และส่วนที่เหลือมาจากรัฐ^{[ 13 ] [ 14 ]}ศูนย์กลางแห่งใหม่นี้เปิดให้บริการในเดือนพฤษภาคม พ.ศ. 2556 ^{[ 15 ]}

ร้านอาหาร Luciano's Cotton Club ซึ่งตกแต่งในธีมแก๊งสเตอร์ยุค 1920 ตั้งอยู่ใน Grand Hall ^{[ 16 ]}คณะกรรมการควบคุมกัญชาได้จัดตั้งสำนักงานใหญ่ของรัฐขึ้นที่สถานี Union Station ในปี 2019 ^{[ 17 ]} บริการรถบัส Amtrak Thruwayระหว่าง Worcester และNew Bedford รัฐแมสซาชูเซตส์ซึ่งเชื่อมต่อกับรถไฟ Amtrak ที่Providenceได้ถูกเพิ่มเข้ามาในปี 2023 ^{[ 18 ]}สถานี Worcester Union Station เป็นสถานีกลางที่เสนอสำหรับEast-West Railซึ่งจะให้บริการผู้โดยสารระหว่างเมืองระหว่างบอสตันและพิตส์ฟิลด์^{[ 19 ]}

ตั้งแต่ปี 2000 ถึง 2024 สถานี Union Station มีชานชาลาด้านข้างระดับสูงเพียงแห่งเดียวที่มีความยาวหลายตู้รถไฟ เป็นสถานีเดียวบนเส้นทางนี้ นอกเหนือจากสถานี Newton ที่ให้บริการจำกัดสามแห่ง ซึ่งสามารถรับรถไฟได้เพียงครั้งละหนึ่งขบวนเท่านั้น – สถานีอื่นๆ ทั้งหมดมีชานชาลาด้านข้างสองแห่งหรือชานชาลาแบบเกาะกลางสิ่งนี้จำกัดจำนวนรถไฟรายวันที่สามารถให้บริการ Worcester ได้ และทำให้เกิดความล่าช้าต่อเนื่องบ่อยครั้ง หลังจากมีการหารือกันหลายปีเกี่ยวกับการเพิ่มชานชาลาที่สองและขยายชานชาลาด้านข้างให้มีความยาวเต็มที่ MBTA ได้อนุมัติสัญญาออกแบบมูลค่า 4 ล้านดอลลาร์สหรัฐฯ ระยะเวลาสองปีในเดือนตุลาคม 2018 ^{[ 20 ]}

การออกแบบมีความคืบหน้า 30% ในเดือนสิงหาคม พ.ศ. 2562 ชานชาลาเกาะกลางแห่ง ใหม่ที่มีความ ยาว 820 ฟุต (250 เมตร) มีสะพานลอยที่สามารถเข้าถึงได้ที่ปลายด้านตะวันออก และมีบันไดและลิฟต์เข้าไปในห้องเก็บของที่ดัดแปลงแล้ว เพื่อให้สามารถเข้าถึงได้โดยตรงจากอาคารสถานีที่ปลายด้านตะวันตก นอกจากนี้ยังมีการสร้างทางข้ามทางด้านตะวันออกของสถานีด้วย ^{[ 21 ]}ชานชาลาใหม่มีหลังคาคลุมตลอดความยาว^{[ 22 ]}ในปี พ.ศ. 2562 การก่อสร้างคาดว่าจะมีค่าใช้จ่ายระหว่าง 40 ถึง 48 ล้านดอลลาร์สหรัฐ^{[ 23 ]}แผนในขณะนั้นกำหนดให้มีชานชาลาชั่วคราวทางด้านตะวันออกของสะพานลอย I-290 เพื่อใช้ในระหว่างการก่อสร้างชานชาลาใหม่ครึ่งตะวันตก จากนั้นจะใช้ครึ่งตะวันตกในระหว่างการก่อสร้างครึ่งตะวันออก^{[ 24 ]} 

ในเดือนตุลาคม พ.ศ. 2563 มีการประกาศเงินทุนสนับสนุนจากรัฐบาลกลางจำนวน 29.3 ล้านดอลลาร์สหรัฐสำหรับโครงการนี้^{[ 25 ]}สัญญาการก่อสร้างมูลค่า 44.4 ล้านดอลลาร์สหรัฐได้รับการอนุมัติเมื่อวันที่ 27 ตุลาคม พ.ศ. 2564 ^{[ 26 ]}มีการแจ้งให้เริ่มดำเนินการเมื่อวันที่ 29 พฤศจิกายน พ.ศ. 2564 โดยคาดว่าจะแล้วเสร็จในเดือนธันวาคม พ.ศ. 2566 ^{[ 27 ]}ชานชาลาชั่วคราวถูกสร้างขึ้นในช่วงสุดสัปดาห์ของวันที่ 12-13 มีนาคม พ.ศ. 2565 และเริ่มให้บริการในวันที่ 14 มีนาคม ตรงกันข้ามกับแผนก่อนหน้านี้ ชานชาลาใหม่ทั้งหมดถูกสร้างขึ้นในเวลาเดียวกัน^{[ 28 ]}การก่อสร้างเสร็จสมบูรณ์ 40% ในเดือนธันวาคม พ.ศ. 2565 และเสร็จสมบูรณ์ 70% ในเดือนพฤศจิกายน พ.ศ. 2566 ^{[ 29 ] [ 30 ]}ชานชาลาเกาะใหม่เปิดให้บริการเมื่อวันที่ 1 กรกฎาคม พ.ศ. 2567 แทนที่ชานชาลาด้านข้าง การรื้อถอนชานชาลาด้านข้างเดิมและงานโครงสร้างพื้นฐานอื่นๆ ดำเนินต่อไปจนถึงเดือนกันยายน พ.ศ. 2568 ^{[ 31 ] [ 32 ]}ค่าใช้จ่ายโครงการทั้งหมดคือ 74 ล้านดอลลาร์สหรัฐ^{[ 31 ]}