近代折衷主义风格之二层楼钢骨钢筋混凝土建筑，月台屋架为铸铁构造，第一、二月台间的地下道亦为当时所建。当时站房外侧为门廊车道，设有赤帽室及公众电话室，室内一楼前栋为售票大厅，后栋为事务室、卖店、贵宾室及三个等级的候车室，且设有寄物室供旅客使用，二楼则为台南铁道饭店之客房、待合室及餐厅，是日治时期台湾唯一一座二层楼车站建筑。建筑外观的白色方砖为爱知县不二见烧合资会社及伊奈制陶出品，寝室的磁砖为北投窑厂出品，贵宾室的大理石来自花莲，售票大厅及候车室的大理石为长门石材株式会社提供，室内装修部分则和林百货及末广町