La gare de Rolleville est mise en service en 1896, par la Compagnie des chemins de fer de l'Ouest (Ouest), lorsqu'elle ouvre à l'exploitation sa ligne de Montivilliers au Ifs en prolongement de sa ligne du Havre (Harfleur) à Montivilliers. Cela permet de rejoindre les gares permet des relations avec les gares du Havre, d'Étretat, de Fécamp et de Dieppe.
Le 3 septembre 2001, la relation TER qui dessert la gare a pris le nom de « Lézard’Express Régionale (LER) » (la ligne suit la vallée de la Lézarde3). Bien qu'elle soit exploité par la SNCF, elle est intégrée au Réseau de transport en commun de l'agglomération havraise ce qui permet aux voyageurs de choisir entre un titre de transport SNCF ou un billet du réseau des transport urbains de la ville.
En 2014, c'est une gare voyageurs d'intérêt local (catégorie C : moins de 100 000 voyageurs par an de 2010 à 2011), qui dispose de un quai, d'une longueur utile de 40 m, pour la voie unique et un abri.