为红砖造，屋顶为洋式木构造，月台则为铸铁构造，与台湾总督府（今总统府）同为「后期文艺复兴风格」辰野式建筑。同年9月，车站外缘木造回廊完工，基座、柱头、及横樑接头均有装饰，入口处亦有双柱等变化。随后在大正12年（1923年）4月皇太子裕仁（后为昭和天皇）抵台中巡视，官员、民众于车站列队欢迎。昭和10年台湾中部发生地震，站房严重受损，二次大战时亦在空袭中受损。此外，昔日曾有台糖铁路中南线行驶至南投，后来停驶。台湾战后时期1949年，由于客运量增加，就在车站右翼仿造原样式、材质进行扩建，于隔年完工。1995年