水里驛自1922年1月開始營運，一直以來都是集集線最大一站，設站初期稱為「水裡坑」驛，1952年12月更名為「水裡」驛，1959年8月再更名為「水裏」驛，最後在1967年10月才稱為「水里」驛（其實改來改去發音都一樣，只是字不同而已）。

早期水里驛為台鐵三等站，當年還有貨運列車停靠，目前在車站內還保留有貨運月台。因為水里是周邊鄉鎮物產的集散地，尤其是木材、香蕉、梅子，可惜產業沒落後，鐵路運輸的功能也漸漸式微。這裡也一度曾是集集線唯一有台鐵站務員的車站，可惜客貨運量減少後，目前僅為簡易站。