Le 22 août 1944, lors des combats de la libération de Paris, un groupe de résistants parisiens mène une attaque et réussit à stopper un train d’essence allemand, destiné au front de Normandie.
Le bâtiment voyageur est démoli en 1947. Dans l’immédiate après-guerre, la SNCF décide de construire un grand nombre de logements à destination des cheminots et de leur famille. Ainsi, un immeuble en briques voit le jour à la place de la gare voyageur de Belleville-Villette. La gare marchandises, quant à elle, continue de fonctionner jusqu’en 1987.