La estación Vilafranca del Penedés entro en servicio en el año 1865 con la apertura de la linea entre Martorell y Tarragona y esta situada en el centro de la capital del Alt Penedès. Esta estación ha sido víctima de varios cambios urbanisticos. En el año 1911 se construyó el edificio de viajeros que fue ampliado años despues. Durante el año 1982 se construyó la doble vía y las vías fueron bajadas a un nivel inferior sin llegar a ser cubiertas.

Actualmente esta estación esta distribuida con cuatro vías, dos de ellas actuan como las vías generales y el resto como vías muertas donde se entran viniendo de Martorell. Estas vías tienen andenes laterales y estan comunicadas por un paso superior compuesto por escaleras y ascensores.