开始分岔的函馆本线主线与藤城支线自南面汇入大沼，并再分开成函馆本线主线与砂原支线，朝北方继续，直到森车站处才汇回。大沼车站在1903年初设站时虽然原本就命名为大沼，但却曾在1920年至1964年之间，改名为军川，而当时的「大沼」这站名则是由今日的大沼公园车站使用，是为第二代的大沼车站。1964年时改回大沼车站之名，形成第一代与第三代大沼车站实际上是同一个车站的情况，而第二代的大沼车站，则改名为「大沼公园」，沿用至今日。
车站结构.侧式月台、岛式月台复合型的2面3线的地面车站。各月