Stationen har navn efter gården Flintholm, som lå i nærheden.
Tidligere lå her en forgreningsstation for godsbanen til Frederiksberg Station.
Flintholm Station blev indviet i 2003. Stationen giver mulighed for, at passagerer kan skifte mellem metrolinjen til Vanløse, S-togslinjen fra Hellerup Station og Vigerslev Allé Station samt linjen fra Valby Station til Frederikssund.
Målt på antallet af passagerer er Flintholm Station blandt Danmarks ti største.
Stationen er tegnet af arkitektfirmaet KHR Architecture.