В 1860-е годы началось строительство Московско-Курской железной дороги, на Тульском участке которой в 1864 году была открыта станция Козлова Засека (первоначально именовавшаяся полустанком). На ней располагалось небольшое здание вокзала, в котором помещались начальник станции и его помощник, касса, почтовое отделение, пассажирский зал. Отопление на вокзале было печным. В 1902 году на Козловой Засеке были построены багажное отделение, деревянный перрон, островная платформа, туалет, погреб и путейский дом.
Поездки Толстого и его семьи в Москву, как правило, осуществлялись через Козлову Засеку. Последний раз Лев Николаевич уезжал с Козловки 15 августа 1910 года в Кочеты — имение своей старшей дочери Татьяны Львовны.
С Козловой Засекой связаны и трагические события ноября 1910 года. Сюда прибыл траурный поезд со станции Астапово, который привез гроб с телом Толстого. В 1918 году «Козлова Засека» была переименована в станцию Ясная Поляна. В 1974 году постановлением Совета Министров РСФСР станция была включена в список объектов культуры, подлежащих охране как памятник государственного значения.
В 2001 году станции было возвращено историческое название. По инициативе руководства Московской железной дороги здесь были проведены колоссальные работы по реконструкции, позволившие вернуть станционному комплексу Козловой Засеки исторический облик. Сейчас музейно-вокзальный комплекс «Козлова Засека» включает привокзальную территорию с железнодорожной платформой, вокзал, выставку «Железная дорога Льва Толстого», сувенирную лавку, автостоянку. По выставке «Железная дорога Льва Толстого» и по территории музейно-вокзального комплекса проводятся экскурсии.
