Établie à 26 m d'altitude, la gare de Frénouville - Cagny est située au point kilométrique (PK) 231,219 de la ligne de Mantes-la-Jolie à Cherbourg entre les gares de Caen et Moult-Argences.
La ligne ferroviaire Paris-Caen est entrée en fonction en 1855. Inaugurée officiellement par Napoléon III en 1958, elle a été doublée en 1862.
Lors de sa séance du 26 avril 1876, le conseil général du Calvados émet le vœu qu'une nouvelle halte sur la ligne Paris - Cherbourg, ouverte en 1855–1858. « Considérant qu'il est de l'intérêt d'un grand nombre de communes des cantons de Bourguébus et de Troarn situées entre les gares de Caen et de Moult-Argences, et qui, dans l'état actuel, ne peuvent profiter ni de l'un ni de l'autre de ces gares, d'être mises en communication avec toutes deux par l'établissement d'une halte intermédiaire », l'assemblée demande que le nouvel arrêt soit établi entre Frénouville et Cagny au croisement de la ligne de chemin de fer avec le chemin du Poirier1. La Compagnie des chemins de fer de l'Ouest répond positivement à cette demande.
Les premiers voyageurs pouvaient donc utiliser l'arrêt de Frénouville-Cagny. Mais ce n'est qu'une simple halte, qui consistait en un bâtiment rudimentaire dépourvu même de "cabinets de nécessités" qui seront réclamés par le conseil municipal jusqu'en 1912
Dans l'entre-deux-guerres, près du passage à niveau, la maison du garde barrière devient "la gare".
En 1924, le conseil municipal réclama la transformation de la halte de Frénouville-Cagny en gare. Il prétextait que 600 wagons de marchandises partaient de la gare chaque année. Le quai n'étant réservé qu'aux cultivateurs produisant des betteraves pour l'usine Bouchon de Courseulles, il voulait qu'on puisse l'utiliser pour le transport d'autres marchandises et demandait une modification des voies en conséquence. A cette époque, environ 20 000 voyageurs empruntaient cette station chaque année !
La gare a subi de nombreux dégats lors des combats de 1944
Un nouveau bâtiment de gare a été reconstruit après la guerre 1939-1945.
Et ce batiment a été démolie en 2012 pour ne conserver que de simples abris pour les quelques passagers qui continuent d'utiliser cet arrêt
