曆史沿革
1943年所建的舊天鎮站在鐵道北面，主要為北面鐵路職工服務，舊站也隻有一層，一個小候車室，候車環境不佳。之後在鐵道南面建了新的車站，位置與現址相同，天鎮站曆經多次翻修成現新的車站，為旅客提供了更好的候車環境。
2015年11月18日大同至張家口高鐵開工，途經河北省懷安縣，山西省天鎮縣、陽高縣至終點大同市。設計行車速度250公裡/小時，設懷安、天鎮、陽高南、大同南4座車站。将于現天鎮站南側新建高速場，共用中間站台，天鎮将步入高鐵時代。
2018年9月11日，天鎮老火車站停營。9月15日，天鎮老火車站開始拆除，改建天鎮新高鐵站。
2019年8月，大張高鐵天鎮站站房工程全面竣工；8月20日起，恢複運營京包鐵路天鎮站普速客運；同年12月30日，随着大張高速鐵路建成通車，天鎮站投入運營。
建築規模
新建站房由中鐵建設集團承建，建築面積4997平方米，高度為16.8米，設置基本站台1座、側式站台1座和8米寬進出站地道1座，站台上還設置等長寬的混凝土結構有柱雨棚。車站高速場設計最高聚集人數為700人，高速場設計規模為2台4線，其中到發線2條、正線2條。
天鎮站站房設有主體一層，局部兩層，另有局部地下一層為泵房。兩側設備用房及辦公部分為兩層鋼筋混凝土框架結構，中間候車大廳為單層大空間結構，屋蓋采用鋼網架結構形式，站内功能用房包含旅客服務、客運系統機房以及車站辦公用房等。站房正立面為玻璃幕牆、金屬幕牆與石材幕牆相結合的建築風格，設計使用年限為50年。
