Aus der Zeit, als die Eisenbahn nach Rostock kam, stammt dieser Bahnhof. Die ersten Gleise verbanden 1847 das mecklenburgische Bad Kleinen (damals noch ohne den Zusatz „Bad“) mit der Stadt Rostock. Somit bestand Anschluss an die Strecke Hagenow – Schwerin. Für den Personenverkehr schien es eine gute Idee, den Bahnhof so nah wie möglich an die Innenstadt zu legen. Den Namen Friedrich Franz erhielt der Bahnhof mit seiner Eröffnung im Jahre 1850 zu Ehren des mecklenburgischen Großherzogs Friedrich Franz II. Schließlich wurde die Bahnstrecke und der Bahnhof durch die Mecklenburgische Friedrich Franz Bahn gebaut und betrieben.
Primär war jedoch der Bahnanschluss für den Güterverkehr konzipiert. So entstand nicht nur ein direkter Gleisanschluss zum Rostocker Stadthafen, der direkt durch die Grubenstraße geführt wurde, sondern auch ein Güterbahnhof mit Stückgutboden, Ladestraße, Bahnbetriebswerk nebst Lokschuppen und Drehscheibe.
1883 wurde die Eisenbahnstrecke zwischen Wismar und Rostock eröffnet, die ebenfalls im Rostocker Friedrich-Franz-Bahnhof endete.
1886 wurde durch die Lloydbahn die Eisenbahnverbindung von Berlin über Neustrelitz nach Warnemünde fertig gestellt, die jedoch in Rostock keinen Anschluss an den Friedrich – Franz – Bahnhof hatte, sondern einen eigenen Bahnhof in Rostock bekam: den Rostocker Lloydbahnhof (heute ist das der Rostocker Hauptbahnhof).
1889 wurde die Eisenbahnverbindung zwischen Rostock und Stralsund eröffnet, die wiederum im Friedrich-Franz-Bahnhof endete.
1894 wurde die Lloydbahn der Mecklenburgische Friedrich Franz Bahn angegliedert, was zur kuriosen Situation führte, das Rostock nunmehr zwei Bahnhöfe für den Personen- und den Güterverkehr derselben Eisenbahngesellschaft hatte. Der mecklenburgische Landtag hatte sich mit dieser Angelegenheit zu befassen und beschloss noch im selben Jahr, dass der Lloydbahnhof für den Personenverkehr zu nutzen sei, und der Friedrich-Franz-Bahnhof als Güterbahnhof fungieren soll.
1905 endete dann der Personenzugverkehr im Friedrich-Franz-Bahnhof; für die Eisenbahnstrecke nach Stralsund musste erst noch eine Brücke gebaut werden, damit eine durchgehende Verbindung zum Lloydbahnhof (der inzwischen zum Central-Bahnhof umbenannt wurde) hergestellt werden konnte.
Unmittelbar nach dem Ende des Personenverkehrs wurden die Bahnsteige beseitigt, und die Gleisanlagen komplett umgebaut – der Bahnhof wurde von da als reiner Güterbahnhof genutzt.
Durch die Flächenbombardements im zweiten Weltkrieg wurde der Bahnhof schwer beschädigt, das Bahnhofsgebäude brannte völlig aus. Erst 1952 gelang ein vereinfachter Wiederaufbau des Gebäudes – die einstige Pracht des Bahnhofsgebäudes ging dabei jedoch verloren. Personenverkehr fand hier bis 1994 auch weiterhin nicht statt.
1994 erfolgte ein halbherziger Versuch der Wiederbelebung des Bahnhofes, der nun wieder als Friedrich-Franz-Bahnhof bezeichnet wurde. Da auf dem Bahnhof keine Bahnsteige mehr vorhanden waren, wurden diese provisorisch errichtet. In einem erfolgreichen Probebetrieb wurde der Bahnhof nunmehr von S-Bahnen angefahren – die Lage als innenstadtnaher S-Bahnhof war doch nicht so unattraktiv. Die Fahrgastzahlen waren vielversprechend und der politische Wille war zunächst vorhanden. Die Deutsche Bahn entschied sich letztlich jedoch dagegen – zu groß erschien der Investitionsbedarf in Gleise und Sicherungstechnik.
1994 wurde zunächst die Oberleitung abgeschaltet, der Rückbau des Geländes begann 1997. Das Bahnhofsgebäude steht noch und wird heute – nach langem Leerstand und Vandalismus wurde es 2008 verkauft und 2009 völlig umgebaut – als Seniorenresidenz genutzt.
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