De geschiedenis van station Amsterdam Sloterdijk begint aan het einde van de negentiende eeuw. Al in 1890 werd in het dorp Sloterdijk, gelegen in het noorden van de toenmalige gemeente Sloten, een eenvoudige halte geopend. Aanvankelijk was het slechts een stopplaats, waar treinen op verzoek stopten. Later kwam er een meer geregelde treindienst. Desondanks werd de halte geen succes, de ingebruikname van een interlokale tramlijn naar Haarlem (de “Blauwe Tram”) betekende zelfs het einde. Al in 1905 werd de halte Sloterdijk opgeheven.
In de jaren vijftig van de twintigste eeuw begon de aanleg van de Westelijke Tuinsteden, een omvangrijk uitbreidingsplan in het westen van Amsterdam. Het was een onderdeel van het nog veel grotere Algemeen Uitbreidings Plan, dat al in het midden van de jaren dertig gereedkwam. De bouw van de nieuwe wijken Slotermeer, Geuzenveld en de Kolenkitbuurt in de wijk Bos en Lommer verliep in een razend tempo. Al snel ontstond behoefte aan een station in dit deel van de stad, mede omdat de toen nog aanwezige tramverbinding tussen Amsterdam en Zandvoort in 1957 zou worden opgeheven. Inderdaad, diezelfde tram die ruim veertig jaar eerder een einde maakte aan de eerste treinhalte Sloterdijk. Er kwam dus een nieuw station, dat dit keer de naam Amsterdam Sloterdijk kreeg. Het werd gebouwd aan de Molenwerf, in het verlengde van de Admiraal de Ruyterweg.
Omdat het uitbreidingsplan ook voorzag in een ringspoor, waarbij onder andere het spoor naar Haarlem wat zou verschuiven, moest het een tijdelijk station worden. Ondanks (of misschien wel dankzij) het tijdelijke karakter ontstond een bijzonder station, eentje die het begrip "stationsgebouw" een compleet nieuwe betekenis zou geven. Bedenker van dit station was architect K. van der Gaast, die zich realiseerde dat de voornaamste klanten forenzen zouden zijn. Met een maand- of een jaarabonnement hoeven deze reizigers maar zelden naar een loket. Een stationsgebouw zou hierbij alleen maar belemmerend werken. Vandaar dat bij dit station de ingang slechts een grote luifel was, met daaronder een directe toegang naar de perrons. De loketten, winkeltje en de fietsenstalling waren als losse gebouwtjes aan de zijkanten geplaatst. De enige barrière was de (toen nog verplichte) kaartcontrole vóór de perrontrappen. Er waren drie trappen. De middelste was voor het perrontunneltje de twee buitenste gaven toegang naar het eerste perron. Die perrons hadden trouwens óók een primeur; vanwege het tijdelijke karakter van het station bestonden deze uit betonnen platen, rustend op betonnen jukken. Deze open constructie, zonder perronwanden, zou in de jaren die volgden nog veelvuldig bij kleine stations worden toegepast.
De bouw van het eerste “echte” station Amsterdam Sloterdijk en het uitbreidingsplan hadden echter ook een keerzijde. Het was het begin van het einde van het oude dorpje Sloterdijk. De toenmalige gemeente Sloten hield al in 1921 op te bestaan en werd bij Amsterdam gevoegd en de spoorlijn had het plaatsje al in tweeën gespleten. Desondanks behield het nog lange tijd haar dorpse karakter, ook toen het snel uitdijende Amsterdam-West de rand van Sloterdijk had bereikt. Maar voor de bouw van het station moest een aanzienlijk deel van het dorp verdwijnen, het deel ten zuiden van het spoor verdween nagenoeg helemaal van de kaart. De aanleg van de Ringweg A10 betekende zelfs bijna het einde, op de Petruskerk en een paar huizen na werd het weggevaagd.
Weggevaagd, dat werd ook het eerste station Sloterdijk. In 1983 werd de nieuwe Hemspoortunnel in gebruik genomen, waarbij een groot deel van de spoorlijn Amsterdam-Zaandam moest worden verlegd. Onderdeel hiervan was de bouw van een nieuw station Amsterdam Sloterdijk, dat zo'n 750 meter ten noordwesten van het oude station werd gebouwd. Vanaf dat moment waren er dus twee stations die de naam Sloterdijk droegen. Het in aanbouw zijnde station kreeg de toevoeging "Noord", ter onderscheiding van het bestaande station, dat op haar beurt tot Amsterdam Sloterdijk Zuid werd omgedoopt. Twee jaar later werd ook het spoor naar Haarlem verlegd naar het nieuwe station. Het oude station Sloterdijk (Zuid) werd op 2 juni 1985 gesloten en vrijwel meteen daarna gesloopt.

Aan de Molenwerf lijkt op het eerste gezicht niets meer aan het oude station te herinneren. Maar wie goed kijkt ziet wel degelijk wat aanknopingspunten. Zo is het pleintje waaraan het station heeft gestaan er nog altijd en op dat pleintje lag tot 2015 het restant van de keerlus van tramlijn 12. Die had namelijk ooit hier haar eindpunt. Overigens werd die tramlijn pas in 1982 (!) aangelegd. Voorts is op datzelfde pleintje een oversteekplaats op dezelfde plek waar vroeger een zebrapad naar de ingang van het station lag. Op de plek waar het spoor heeft gelegen is nu een fietspad, vooral in de richting van het Centraal Station is het tracé nog herkenbaar. Van het station zelf is nagenoeg niets meer overgebleven, op de plaats waar deze heeft gestaan is nu een klein parkje. Sinds 2005 staat er een standbeeld, "de verdwenen boer", ongeveer ter hoogte van het plaatskaartenkantoor. Sinds enkele jaren prijkt op een schuurtje, dat pal naast de plek van het vroegere perron staat, een origineel stationsnaambord…