Établie à 76 m d'altitude, la gare de Dinan est située au PK 169,940 de la ligne de Lison à Lamballe.
La section à voie unique de la gare de Dol de Bretagne à la gare de Lamballe, sur laquelle se situe Dinan, est mise en service le 19 Décembre 1879 par la Compagnie des chemins de fer de l'Ouest.