Den nordsjællandske jernbane fra Hellerup-Hillerød-Helsingør, også kaldt Nordbanen og for delstrækningen Hillerød-Helsingør officielt benævnt “Lille Nord”, blev indviet 9.6.1864 af Christian IX midt under den 2. Slesvigske Krig. Anlægsloven blev underskrevet 19.2.1861. Stationsbygningen på Stationsvej 2, var tegnet af arkitekt Carl Wolff lige som de andre stationer på strækningen. Som en af de første Nordbanestationer blev den i 1872 forsynet med et perrontag.
Nordbanens linjeføring var dels baseret på et ønske fra Frederik VII om at kunne komme let frem og tilbage mellem slottene i Hillerød, Fredensborg og Helsingør, og dels et memorandum fra militærstrategerne, der fandt, at en linjeføring lang kysten var alt for sårbar og nem at ødelægge fra søen. Banen fulgte faktisk det gamle kongevejsmønster og den blev anlagt så hensigtsmæssigt, at den kun krydsede den gamle kongevej én gang gennem en viadukt mellem Gentofte og Lyngby. Strandvejen var dengang kun nogle hjulspor i sandet.
Køreplanen indledtes med 3 tog daglig i hver retning med afgang fra København kl. 8 og 11.30 om formiddagen og kl. 17.30 om aftenen. Allerede fra begyndelsen var der direktiver om den kongelige salonvogns placering under residensens forlægning til Fredensborg.
Navnet Nordbanen skabtes først i 1898 efter Kystbanens åbning i 1897. Udtrykket ”Lille Nord” for delstrækningen Hillerød-Fredensborg-Snekkersten-Helsingør ses første gang i en instruks til DSB’s lokomotivpersonale i 1937, men har muligvis været benyttet som kælenavn tidligere.
I 1958 fik stationen et sikringsanlæg DSB type 1954F - der var ikke etableret linieblok. Dette anlæg blev erstattet i 1996 af et nyt DSB type 1954E med fjernstyring fra Hillerød. Umiddelbart efter etableringen af det nye sikringsanlæg blev etableret linieblok - signalblok type DSB 1991 med FST-transmission - mellem såvel Hillerød og Fredensborg som mellem Fredensborg og Snekkersten. Fjernstyringsanlægget blev erstattet med et anlæg af typen „Cactus“ i 200x, i forbindelse med lokalbanens overtagelse af trafikeringen af strækningen. Stationen fjernstyres nu fra Lokalbanens driftscenter i Hillerød.
Et særligt kongeventeværelse eller en ”kongeventesal” blev indrettet ved Fredensborg Station i 1866 som den første af sin slags i landet. Her kunne kongehusets medlemmer og deres gæster opholde sig ugeneret, når man ventede på togets afgang eller skulle afhente gæster. Det nuværende interiør stammer fra en ombygning i 1882-83. Rummet var udstyret i klunketidsstil med karmoisinrøde fløjlsmøbler, draperede gardiner og forgyldte spejle. Midt på gulvet stod et rundt nøddetræsbord. Gulvtæppet havde blomstermotiver. Selv om det normalt kun var i brug i sommermånederne, var der dog installeret en solid kakkelovn af støbejern med tilhørende kulkasse. Den store kakkelovnsskærm menes at være håndmalet af kejserinde Dagmar. Der var ingen elektrisk belysning. Om nødvendigt sørger en prægtig veneziansk lysekrone og nogle kandelabre for de ”levende lys”. Nu er der lagt både el og varme ind. Det er de oprindelige plydsmøbler, der findes i lokalet i dag. Desværre mangler noget af det oprindelige inventar, blandt andet et fornemt standur og et smukt barometer, der endte i privat eje.
Værelset mistede sin betydning, efterhånden som bilen overtog rollen som de kongeliges foretrukne transportmiddel. Den kom ud af brug fra 1976 og forfaldt en del. Helsingør Jernbaneklub har i 1990’erne restaureret ventesalen med støtte fra Fords Initiativpris på 30.000 kr. Den restaurerede ventesal var en gave til det kongelige sølvbrudepar i 1992. Den blev genindviet af dronning Margrethe II og prins Henrik på hans fødselsdag 11.6.1992.
Nu modtages fremmede landes ambassadører her, inden de stiger ind i kareten, som skal køre dem til audiens på slottet, fulgt af beredne gardehusarer. Begivenheden finder sted fire-fem gange om året.
Der findes særlige kongelige ventesale på Københavns Hovedbanegård, Gråsten og Hobro. Den Kongelige Ventesal i Helsingør er nedlagt.
Persontogene havde 3 klasser. 1. klasse var dobbelt så dyr som 3. klasse. Der blev indrettet en ”Kronekupé”, den midterste i 1. klassevognen, forsynet med en kongekrone. En særlig vogntype med en sådan ”kronekupé” eksisterede lige til 1932. Fra 1864-1880 var Nordbanen et privat aktieselskab, der var særdeles nøjeregnende med sine indtægter. For hver kongelig rejsende i Kongekupeen skulle der løses 4 almindelige billetter, selv om der kun var tale om en enkelt person.
Christian IX kørte med morgentoget ind til Christiansborg hver dag, og så kunne man se den ranke og spændstige konge spadsere ad Jernbanegade til stationen, hvor hans jæger allerede havde løst en 4-dobbelt billet til kongen og én til sig selv på 3. klasse. Turen tog i alt 1 time og 35 minutter. Hvis den skulle gøres med ekvipager eller lukkede kareter, ville det tage over den dobbelte tid og kræve en staldetat, der ikke mere eksisterede i fornødent mål siden enevældens afskaffelse i 1849.
Det første ekstratog med kongelige er indført i stationens korrespondancejournal 29.12.1868, hvor prinsen af Wales (Edward VII) og prinsesse Alexandra ankom til Fredensborg. Fra 1876 måtte der mere regelmæssigt arrangeres særtog til de efterhånden talrige kongelige gæster med følge. Det gamle kongetog bestod af 2 salon-vogne med kongevognen imellem. Det blev trukket af et flagsmykket damplokomotiv, ført af statsbanernes maskinchef personligt. Det ansås for god tone, at togpersonalet bar fuldskæg som kosakker. Stationsforstanderen Wilhelm Hansen blev et vigtigt led i den store husholdning med ankomster og afgange af særtog.
Den første kongevogn i Danmark var Frederik VII’s kongevogn fra 1854. Det var en overdådigt udsmykket vogn bygget i England. Berøvet af sin udsmykning endte den som sommerhus, og den kan ses i denne stand på Jernbanemuseet i Odense.
Christian IX’s kongevogn fra 1871 blev brugt i kongetogenes glanstid op mod århundredeskiftet. I en af vognens ruder har de fleste af århundredeskiftets regenter ind-ridset deres ”autografer”.
Christian IX anskaffede en ny, stor kongevogn i 1900, der anvendtes lige til 1937. Den var malet i oldenborgske farver: creme/brunt. Christian X og dronning Alexandrine brugte den til mange lokale begivenheder i Danmark.
I 1937 modtog kongehuset en helt ny salonvogn S 1, bygget helt af stål. Den er stationeret i Hillerød og benyttes af dronning Margrethe II og prins Henrik på rejser til ind- og udland. Kronprins Frederik (IX) lavede i 1935 et udkast til indretningen. Denne vogn gennemgik i 1983-84 en modernisering, og dronning Margrethe har aktivt præget den nye indretning og udsmykning.
En særlig jernbanevogn med seks polstrede hestebokse stod til rådighed for kongehusets staldetat. Den eksisterede endnu i 1947, påmalet ”Hjemsted Fredensborg”.
Der blev omkring 1891-95 bygget en lille lokomotivremise med opholds- og soverum for togpersonalet på Fredensborg stations område. Desuden opførtes en vognhal over det lange spor mellem remisen og drejeskiven, der tidligere var anlagt lige over for posthuset. Hvis der opstod situationer, hvor majestætens nærvær i hovedstaden var ønskeligt, eller det pludseligt blev nødvendigt for denne eller hin gæstende regent at rejse hjem, stationerede man et opfyret lokomotiv på døgnvagt i remisen. Det var ofte en Cs-maskine, der med 90 km/t hurtigt kunne bringe kongen eller hans gæster til København eller Helsingør. Sporforbindelsen og drejeskiven til remisen blev allerede fjernet i 1923. På stationen blev der i 1889 installeret en moderne telefonforbindelse til slottet, som hoffet brugte til bestilling af særtog.
Det fortælles, at zaren engang var forsvundet fra slottet. Han dukkede op fra den lille remises dyb, noget sværtet i ansigt og på kalvekrøs efter at have brugt timer på at spille l’hombre med lokomotivfolkene! De blev siden belønnet med sølv- og guldure med zarens dobbeltørn indlagt. Hvem der tabte spillet, melder historien intet om!
Remisen, der var noget forfalden, blev i en periode benyttet af NJVK, der måtte opgive pga. hærværk. Natten efter 20. november 2022 blev remisen raseret af en - angiveligt påsat - brand.
Derefter blev stillingen nedlagt.