Bangunan Stasiun Batang lama era jalur tunggal lintas utara Jawa ini merupakan bangunan stasiun yang dahulu dibangun oleh Semarang–Cheribon Stoomtram Maatschappij (SCS). Mulanya bangunan tersebut merupakan sebuah perhentian trem uap kecil yang kemudian dinaikkan statusnya menjadi stasiun kereta api, dibuka bersama dengan trayek Weleri–Pekalongan pada tanggal 1 Desember 1898. Seiring meningkatnya pengguna jasa, perhentian ini kemudian diperbesar sebagai bagian dari upgrading jalur trem SCS menjadi jalur kereta api pada tahun 1914.[7] Stasiun Batang lama ini dahulu memiliki tiga jalur kereta api dengan jalur 1 merupakan sepur lurus ditambah satu jalur badug yang bercabang di sisi barat jalur 3. Oleh masyarakat setempat, Stasiun Batang yang lama ini juga diberi nama Stasiun Senggol karena letaknya persis di hadapan Pasar Senggol yang kini telah dirobohkan oleh Direktorat Jenderal Perkeretaapian akibat terdampak pembangunan jalur ganda.[8]
Setelah jalur ganda segmen Pekalongan-Ujungnegoro resmi dioperasikan mulai awal Juli 2013,[9] stasiun lama Batang resmi dinonaktifkan karena tidak ada cukup ruang untuk menambah jalur baru di stasiun ini. Bangunan stasiun ini kondisinya sudah tidak terawat sejak dibangunnya jalur ganda; peranan stasiun ini telah digantikan oleh Stasiun Batang Baru yang letaknya 1,6 km di sebelah timur stasiun lama, tepatnya di timur jalan akses Pantai Sigandu.[10] Semula nama stasiun ini adalah Stasiun Batang Baru, tetapi tak lama kemudian kata “Baru” yang melekat pada stasiun ini resmi dihilangkan, sehingga saat ini stasiun ini tetap disebut sebagai Stasiun Batang saja. Selain itu, sistem persinyalan elektrik di bangunan stasiun yang lama telah dibongkar total dan digunakan sistem persinyalan elektrik produksi PT Len Industri di bangunan stasiun yang baru. Arsitektur bangunan baru stasiun ini mirip dengan Stasiun Patukan. Saat ini, tepat di sebelah barat bangunan lama Stasiun Batang, terdapat sinyal muka elektrik yang dikendalikan langsung dari bangunan baru stasiun tersebut.