车站的铁轨乍看之下似乎是很一般的上下行分离复线设计，但实际上并不是。东海道本线虽然是採全线复线配置，但途经垂井车站的却只有上行的本线，下行本线在1944年时进行路线变更，改经过位于本站北方约3公里处的新垂井车站（已于1986年时废站），以解决二战期间由于大垣至关原两站之间路线纵坡度过大，下行的蒸气机车因为牵引力不足而必须在大垣停车加挂辅机且拖行车厢数有限的困扰。然而，考量到行经垂井的普通列车之需要，在战后的1946年时，在与上行本线平行的原下行本线路基上重新修筑了一条上下行列车共用的简易支线，命名为「垂井线