于地下一层，建筑面积1.24万平方米。东、西旅客出站地道位于地下进站大厅东、西两侧，宽度达到18米。无站台柱雨棚覆盖全部站台，南北方向共5跨，总建筑面积达80850平方米。
车站艺术.天津站穹顶壁画《精卫填海》是目前国内最大的穹顶壁画，上世纪80年代天津站改造时，由天津市着名油画家秦征等人创作。天津站主站房的中央圆厅直径40米，高21米，中部是由10根石柱围成的高大空间，顶部便是此穹顶壁画。穹顶壁画《精卫填海》在2007年至2008年间进行的改扩建工程中得以维护原貌予以保留，装修过程