Benannt nach dem 1934–1936 für die Olympischen Spiele erbauten Olympiastadion.
Der Bahnhof wurde im Mai 1909 als „Rennbahn“ für die neue Rennbahn Grunewald eröffnet, in deren Innenraum 1913 das Deutsche Stadion entstand. 1930 hieß er „Stadion – Rennbahn Grunewald“ und 1935 „Reichssportfeld“, nachdem die Rennbahn dem Olympiagelände hatte weichen müssen. 1960 benannte die Deutsche Reichsbahn ihn in Olympiastadion um.