Inaugurada em novembro de 1914, seu nome deriva do Dr. Luís Carlos da Fonseca Monteiro de Barros, chefe do 2º distrito ferroviário da Central do Brasil e que, na época, autorizou sua construção, pois os imigrantes que povoavam a região necessitavam embarcar a produção da lavoura para o Rio de Janeiro e São Paulo.
A estação esteve desativada por vários anos, até que a Prefeitura de Guararema a tombasse como patrimônio artístico e histórico. Hoje, restaurada, representa a formação do bairro e é ponto de parada do Passeio Turístico Estação Guararema – Estação Luís Carlos.