Ce court-métrage fut filmé, comme son nom l'indique, à la gare de La Ciotat en cours d'année 1895 (la famille Lumière possédait une résidence secondaire dans cette ville).
Contrairement à une croyance populaire, il ne fit pas partie de la liste des 10 films diffusés en public le 28 décembre 1895 au Salon indien du Grand Café à Paris.
Diffusé en public en janvier 1896, ce court-métrage aurait horrifié les spectateurs, terrifiés à la vue de cette énorme locomotive fonçant vers eux (aujourd'hui, cette rumeur est considérée comme erronée).

Ce film fit couler beaucoup d'encre à l'époque, et aussi plus récemment. Certains historiens ont effectivement détecté que ce très court métrage de 52 secondes tourné (probablement) en 1895 contenait (à lui tout seul) toute la future grammaire du cinéma : on y trouve un plan d'ensemble, une profondeur de champ mais aussi un plan américain, un plan rapproché, un gros plan et même un très gros plan. Cette étonnante variété découle d'un concours de circonstances. Les voyageurs sortant, curieux de voir ce drôle d'outil qu'est la caméra, passent devant l'objectif et modifient obligatoirement la variété des cadres.

La caméra est placée à une position renforçant le côté spectaculaire de l'entrée en gare du train.

La famille Lumière possédait une résidence à La Ciotat, ce qui explique le choix de cette gare plutôt qu'une autre possédant les mêmes qualités photogéniques.