常磐線開業当時より長い間、我孫子駅と取手駅の間（営業キロで6.1 km）に駅はなかった。通勤五方面作戦として常磐線の取手以南を複々線化するに際し、我孫子駅東方に車両基地（松戸電車区（現・松戸車両センター）我孫子派出所）を設置することとなった。理由は車両基地設置の見返りに近隣の宅地化への対応、車両基地へ出入りする運転士の通勤手段の確保などのことで、新駅を設置することとなった。
当初は「新我孫子駅」の仮称で工事が進められたが、近隣にある成田線東我孫子駅との混同を避けるため、駅所在地（当時の我孫子市大字柴崎字天王裏）の小字名から採った「天王」に台地を示す「台」を付けた「天王台駅」として開業した。なお、後に市による土地区画整理事業が行われ、「天王台」は現在、当駅の南側の地名となっている。
開業時点では我孫子駅 - 取手駅間はまだ複線で、快速線しかなかったために快速電車のみが停車していた。当時は現在の緩行線ホームに相当する位置にホームがあり、その北側に快速線を新たに敷設する予定だったもののホームを設置する予定はなかった。複々線化完成後は快速通過となる予定だったが、1973年（昭和48年）に国鉄から出された計画を知った我孫子市が不便になることを理由に対策委員会を設けるとともに市議会でも国鉄へ要望する決議案が可決された。1974年（昭和49年）8月には住民組織による「天王台駅快速電車停車確保連合会」が発足し快速電車停車の運動が起こった。1978年（昭和53年）3月8日、国鉄から快速電車の停車に必要な駅乗降場の増設経費を地元で負担するという条件付きで合意を得たため、新たに快速線にもホームが設...