Nhà văn Phạm Duy Nghĩa từng có những tâm sự về hoàn cảnh ra đời của truyện ngắn này. Theo đó, "Cô gái xuống ga Vĩnh Yên" là một câu chuyện có thật ở ngoài đời mà nhân vật tôi trong truyện cũng chính là tác giả. Trên chuyến tàu từ Lào Cai về Hà Nội, anh đã ngồi cùng ghế với một cô gái trẻ tên Diễm Quyên. Mọi tình tiết diễn ra y như trong diễn biến của câu chuyện. Ngoài đời thực, Diễm Quyên đã theo tác giả về ký túc xá ở một tuần. Phạm Duy Nghĩa nhớ lại: “Quyên là một người khá đặc biệt. Cô chưa học hết cấp 3 và đã từng phiêu dạt trong Nam ngoài Bắc. Lần đầu được đặt chân đến một trường đại học ở thủ đô, cô rất vui và bỡ ngỡ. Trong suốt một tuần ấy, chúng tôi sống trong trẻo như đôi chim non. Tôi hì hục viết luận văn, cô thì mải mê đọc sách và tôi kinh ngạc thấy khả năng thẩm văn của cô còn tốt hơn cả một số nhà phê bình”.
