En 1852, des hommes d’affaires bisontins (parmi eux des noms connus comme Lipman, Veil-picard, Jacquard…) créent leur propre compagnie de chemin de fer afin de relier Besançon à Dijon. Mais les investissements nécessaires se révèlent être plus importants que prévus. Aussi ils revendent leur société à la compagnie Paris-Lyon. Comme le note Fabrice Petetin, auteur d’un mémoire de maîtrise sur le développement du quartier des Chaprais » désormais, l’avenir du chemin de fer bisontin repose entre les mains d’intérêts étrangers à la ville ». Et très vite, un différend, entre la compagnie et la municipalité,va se développer au sujet de l’implantation de la future gare. La municipalité souhaite qu’elle soit implantée au plus près du centre ville, voire, en son centre : elle propose pour cela Chamars, le Clos Saint Amour, les entrepôts Saint Paul puis la Mouillère. Mais la compagnie veut tracer sa ligne au plus court et choisit donc la Viotte. C’est seulement le 7 avril 1856 que part le premier train en direction de Dole. Puis la voie sera prolongée jusqu’à Dijon. En 1858 une nouvelle ligne est créée vers Belfort, puis Lons-le-Saunier en 1864. « Mais les liaisons vers la Suisse, le véritable objectif de la municipalité, ne passent pas par Besançon »,indique Fabrice Petetin.
La gare de la Mouillère sera inaugurée en 1884 pour la mise en service de la ligne vers le Locle.« Mais elle n’a pas eu l’importance qu’on lui destinait »note Gérard Ferrand, dans son ouvrage « Besançon sur rails »publié aux éditions Alan Sutton. Cette gare construite en pierre, à la différence de celle de la Viotte construite en bois (défense de Besançon oblige…), est due, comme la gare Viotte à l’architecte bisontin Alfred Ducat. Il est aussi l’auteur de la gare de Dole que l’on peut encore admirer, de la Basilique Saint-Ferjeux et des plans de l’Hôtel des Bains de Besançon. Cette première gare de la Mouillère a été détruite en 1963.
