Основан посёлок Тальжино при железнодорожной станции Новокузнецкого района (ныне – Новокузнецкого муниципального округа) в связи со строительством железнодорожной линии Новокузнецк - Абакан, которая находится в 22 км от райцентра. Посёлок был административно подчинён Атамановскому сельскому совету и назван посёлок и станция при нём по имени соседней деревни Тальжино. В 1968 году в посёлке проживало 1496 человек, имелось 156 хозяйств; располагались: восьмилетняя школа, медпункт, библиотека, клуб, комбинат железобетонных изделий, отделение связи.
На 1 января 2011 года в посёлке станции Тальжино проживало 1547 жителей, велось 509 хозяйств. В настоящее время посёлок станции Тальжино присоединён к Атамановскому территориальному управлению Новокузнецкого муниципального округа; на его террритории расположены: основная образовательная школа, детский сад, АО «АРТС», ООО торговый дом «Тракторсервис», ЖКХ, медпункт, почта, магазин «Селянка», 3 магазина ЧП, библиотека.