Открыта в 1870 году при прокладке железной дороги Москва-Смоленск.

В годы Великой Отечественной войны Духовская была оккупирована немецко-фашистскими войсками в августе 1941 года и освобождена Красной Армией в сентябре 1943 года. Вокзал станции Духовская пострадал во время боев летом 1941 года, и был частично разрушен в результате бомбардировок этого стратегически важного железнодорожного пункта. Здание было достаточно быстро восстановлено немцами, и использовалось по назначению в период оккупации.