La stazione è stata aperta il 14 ottobre 1852. È stata colpita dagli attentati terroristici del 7 luglio 2005, rivendicati da Al Qaida.

Prima della privatizzazione, King's Cross era una zona nota per gli edifici fatiscenti e come area di prostituzione nella zona di fronte all'ingresso principale. Negli anni '90 viene avviato un risanamento di tutta l'area e entro la fine di quel decennio l'atmosfera della zona della stazione è stata migliorata notevolmente.

In seguito alla privatizzazione di British Rail nel 1996, i servizi espressi nella stazione vengono rilevati dalla Great North Eastern Railway (GNER). La società ristruttura le carrozze British Rail Mark 4 "Mallard" utilizzate per i servizi a lunga distanza da King's Cross e l'inaugurazione dei treni rimodernati avviene alla presenza della regina e del duca di Edimburgo nel 2003[1].

GNER continua a gestire le tratte principali anche l'anno successivo ma poi si ritira nel 2005[2]. I servizi vengono rilevati dalla National Express East Coast alla fine del 2007 dopo un periodo in cui i treni circolavano sotto una gestione ad-interim[3]. Nel 2009 viene reso noto che la National Express non è più disposta a finanziare la filiale della costa orientale e la gestione delle tratte torna allo Stato e per poi essere affinata, a novembre, ad un'altra compagnia, la East Coast[4]. Nel marzo 2015 c'è una nuova privatizzazione e i servizi vengono rilevati dalla Virgin Trains East Coast[5]. Nel novembre 2017, il segretario ai trasporti, Chris Grayling, annuncia la cessazione anticipata del franchising East Coast nel 2020, tre anni prima del previsto, a seguito di perdite sul percorso da parte dell'operatore[6][7].

Il piano di ristrutturazione da 500 milioni di sterline annunciato da Network Rail nel 2005 viene approvato dal Camden London Borough Council nel 2007[9]. Comportato la ristrutturazione ed il rimodernamento del tetto ad arcate originale, la rimozione dell'estensione del 1972 nella parte anteriore della stazione e la sua sostituzione con una piazza a cielo aperto[8][10].

Il nuovo atrio semicircolare viene aperto al pubblico nel marzo 2012[11][12]. Situato a ovest della stazione dietro al Great Northern Hotel, è stato progettato da John McAslan e costruito dalla francese Vinci[13]. Si rivolge a flussi di passeggeri molto aumentati e fornisce una maggiore integrazione tra le sezioni interurbane, suburbane e sotterranee della stazione. L'architetto ha affermato che il tetto è la più lunga struttura da stazione a campata unica in Europa e la struttura semicircolare ha un raggio di 54 metri e più di 2.000 pannelli triangolari sul tetto, metà dei quali in vetro[8].

L'area dietro e tra le stazioni di Kings Cross e St. Pancras è stata riprospettata col nome di King's Cross Central, con circa 2.000 nuove case, 464.500 m² di uffici e nuove strade[14]. Per sopperire alla demolizione degli uffici che davano sul lato ovest dove è stato costruito l'atrio semicircolare, durante i restauri sono stati costruiti nuovi uffici sul lato est, al di sotto dei quali è stato costruito un nuovo binario, numerato 0, inaugurato il 20 maggio 2010[15]. I treni diesel non possono normalmente utilizzare questo binario per motivi ambientali[16]. Nel 2013 il progetto di restauro è stato insignito del premio dell'Unione europea per il patrimonio culturale / Europa Nostra[17][18].

A maggio 2016, l'Office of Rail and Road approva un nuovo operatore, la East Coast Trains, per la gestione dell tratte verso Edimburgo Waverley tramite Stevenage, Newcastle e Morpeth. Il servizio dovrebbe iniziare nel 2021[19][20][21].

Nel gennaio 2018 viene annunciato che metà della stazione verrà chiusa per 3 mesi, da gennaio a marzo 2020, per lavori di rimodernamento, con un costo stimato di 237 milioni di sterline. Ciò include la razionalizzazione dei binari, la riapertura del terzo tunnel all'ingresso ferroviario dei treni e la chiusura del binario 10[22].