בעברית "נשר" בערבית "אל-יג'ור" באנגלית "ZUR" . ק"מ 7.265 נ.צ. 155553-1241182 . הוקמה כתחנת שירות למפעל.
תחנה זו הוקמה בשנת 1922 לטובת שינוע המלט המיוצר במפעל "נשר" לחיפה. התחנה שימשה לטעינת ופריקת סחורות בלבד, ולמעט קומץ עובדי המפעל לא שימשה להסעת נוסעים. התחנה נפתחה לאחר שהמהנדסים הבריטים הוסיפו פס שלישי לפסי מסילת העמק הקיימים וכך הפכה את המסילה לדו שימושית. הרחבת המסילה עד לתחנת נשר איפשרה חיבור קטע זה לרשת הרכבות הארצית.
היחוד בתחנה זו הייתה שהקטרים לא נכנסו לתחום המפעל אלא הביאו את הקרונות עד הכניסה שלו, משם נמשכו הקרונות פנימה באמצעות כבלים שהופעלו מהתחנה, בהתאם לצורך. לתוך המפעל נכנסו שתי שלוחות, האחת לצורך פריקת מזוט, ששימש להפעלת המכונות והשנייה לצורך העמסת התוצרת, שקי מלט "פורטלנט צמנט". הקרונות נשלפו החוצה באמצעות הכבלים בלבד.
תחנה 12 - משק יגור.
בעברית ובאנגלית "משק יגור". ק"מ 10.171 נ.צ. 157555-1238873
התחנה שנפתחה ב-1925 לטובת תושבי קיבוץ יגור, הייתה למעשה חניה בלבד. התחנה מחוץ לשטח הקיבוץ ובתחילה הייתה חניה בלבד עם תמרור. התחנה הוקמה על ידי אנשי הקיבוץ אחרי שהרסו השילוט הרשמי של התחנה שנקראה "נחלת יעקב" ומיקמו את התחנה מעט רחוק מהמשק.
תחנה 13 - תחנת נחלת יעקב.
בעברית ובאנגלית "נחלת-יעקב" או "כפר חסידים" (נחלת יעקב הייתה החברה שבנתה את כפר חסידים קריית חרושת ואלרואי) ק"מ 10.350 נ.צ. 157611-1238806 חניה.
התחנה נהרסה זמן קצר אחרי הצבת התמרור בעקבות סכסוך ארוך מאוד בין יגור לכפר חסידים, בטענה שלא יכול להיות שתקום תחנת רכבת על אדמת יגור ושמה יהיה על שם יישוב אחר (מזכיר את המאבק על תחנת עין חרוד).
תחנה 14 - יגור מסילאים.
בעברית "יגור (מסילאים)" באנגלית "פוליס" (בגין תחנת המשטרה הסמוכה) ק"מ 10.413 נ.צ. 157705-1238729
במקום מבנה אבן עם ארבעה חלונות לשלושה חדרים והיה בשימוש המסילאים שתפקידם היה לתחזק את המסילה בלי קשר לתחנות אלו או אחרות. המבנה הזה היה מיועד למשפחת עובד הרכבת, אולם כיוון שיגור הצהירו שהם זקוקים למבנה לצורכי מגורי משפחות, הושאר המבנה ברשותם, אולם הוא מעולם לא שימש למגורים.
תחנה 15 - ג'למי.
בעברית "ג'למי" בערבית "ג'למי-אל-עתיקה" באנגלית "אל-שאמאמי". ק"מ 12.150 נ.צ. 158538-1237741 חניה.
תחנת רכבת זו בעלת מבנה אחד מבטון ששימש מחסה, שימשה את ערביי הכפר ג'למי (שרידיה קיימים עד היום) וכן את השוטרים ומשפחותיהם ממשטרת-ג'למי.
תחנת אלרואי.
תחנה שנבנתה בימי המנדט לרווחת תושבי מושב אלרואי. התחנה נבנתה כצריף עץ פשוט ומאוחר יותר נבנה במקום בניין קטן אשר נבנה מלבני בניין פשוטות והיה למעשה מחסה מפגעי מזג האוויר ותו לא, בדומה לתחנת אוטובוס של ימינו. בראשית שנות ה־2000 שופצה התחנה, ביוזמת תושבי אלרואי, ובמקום תצוגת קרונות וקטר של רכבת ישראל.
תחנת קריית חרושת.
תחנת קריית חרושת נבנתה גם היא בתקופת המנדט, לבקשת תושבי המקום. הבריטים נענו לדרישת התושבים על אף שהמרחק בין תחנה זו לתחנת אלרואי לא עולה על קילומטר אחד. גם מבנה זה נבנה כתחליף לצריף עץ קודם והוא מבנה לבנים פשוט המכיל חדר קטן אחד והוא נמצא כיום בתחומי "פארק הקטר", פארק המנציח את מורשת רכבת העמק באזור.
תחנת תל א-שמאם (כפר יהושע).
תחנת תל א-שמאם או כפר יהושע הייתה התחנה השלישית מבין שמונה התחנות המקוריות שנקבעו בשנת 1905, והשנייה בגודלה מבין התחנות. התחנה מוקמה ליד כפר אריסים בשם תל א-שמאם שפורק לאחר שאדמותיו נקנו לשם הקמת כפר יהושע. התחנה הוקמה בחלקו המערבי של עמק יזרעאל שהיה אז אזור ביצות שומם, ושימשה כנקודת תספוק ותיקון לקטרים.
תחנת כפר ברוך.
תחנת כפר ברוך, הוקמה בשנת 1926 לאחר הקמתו של המושב השני בעמק ולרווחת תושביו. משך שנים רבות הייתה התחנה מבנה עלוב וקטן אשר שימש רק כמקום המתנה לנוסעים המצפים לבוא הרכבת. בתקופה זו לא נמכרו כרטיסים במקום והנוסעים שעלו בתחנה נאלצו "להסתדר" עם הכרטיסן הערבי ולשכנעו כי יאשר את נסיעתם. נוהג זה השתרש בפולקלור הנקשר ברכבת העמק ועד מהרה הפך למקובל בקרב נוסעיה הצעירים של הרכבת. תחנת כפר ברוך הוקמה מצפון למושב וכיום לא נשאר ממנה דבר.
תחנת עפולה.
תחנת עפולה (אשר כונתה גם "פוּלֶה") הייתה התחנה הרביעית משמונה התחנות המקוריות שנבנו עם הקמת המסילה. התחנה נקראה בתחילה על שם הכפר הערבי הקטן שבתחומו הוקמה, ואשר התפתח במרוצת השנים לעיר עפולה של ימינו וזאת הודות לרכבת העמק. מתחנה זו נמתחה המסילה אל ג'נין בשנת 1913 ובסמוך אליה נבנו מחנות צבא רבים.
במשך שנים הייתה התחנה מרכזה המסחרי של העיר, ובשנת 1922 הוקם בתחומי התחנה סניף דואר ששימש את כל יישובי העמק. בשנת 1945 נפגעה התחנה במסגרת פעולות "ליל הרכבות".
תחנת עין חרוד.
בשנת 1921 הוקם בקרבת מעיין חרוד הקיבוץ הראשון בעמק יזרעאל - עין חרוד. זמן קצר לאחר הקמת הקיבוץ הוקמה תחנה קטנה אשר שימשה את תושביו. במשך שנים רבות נקראה התחנה "תחנת רכבת עין חרוד", וזאת על אף שבשנת 1927 העבירו תושבי הקיבוץ את מקום מושבם לגבעה סמוכה, מרוחקת מהתחנה. רק שנים רבות לאחר הקמת התחנה שונה שמה לתחנת "כפר יחזקאל" או תחנת "גבע", כתלות במקום מגוריו של הנשאל לשם התחנה. כיום קיימים במקום מבנה לבנים אשר שימש כמבנה ההמתנה לנוסעים ומחסן בנוי אבן הממוקם כ-100 מטרים מזרחית למבנה התחנה.
תחנת תל יוסף.
תחנה קטנה זו שימשה את תושבי קיבוץ עין חרוד לאחר שעברו למקום בו נמצא הקיבוץ כיום. במקום הוקם צריף קטן ולידו הוצב שלט הנושא את שם התחנה. התחנה ניצבה בסמוך לצומת הכניסה לקיבוצים עין חרוד ותל יוסף, וכיום לא נשאר לה זכר.
תחנת שטה (שאטה).
תחנת שטה שימשה את תושבי קיבוץ בית השיטה, והכפר שהיה לצידו "שטה" לצד מבני חאן קדום, הוקמה התחנה שכללה מספר מבני אבן, אשר המרשים שבהם בן שתי הקומות, מצוי כיום בתחומי בית סוהר שטה. בעת שלטון המנדט הבריטי הוקמה לצד התחנה על גבי החאן מצודת טגארט ששימשה תחנת משטרה. עם הקמת המדינה אוכלס המבנה על ידי שירות בתי הסוהר, ובמקום ניפתח בית סוהר הפועל עד היום, וכולל בתוכו את מבנה התחנה בן שתי קומות. בשנת 2003 שופצה התחנה שלא על פי רוח הבניין המקורית, עם זאת לא ניפגע המבנה, והוגדר כמבנה שימור. קודם לשיפוץ שימש המבנה כנגריית הכלא, וכיום הוא משמש למשרדים בשטח התעסוקה בבית הסוהר.
תחנת "השדה".
תחנה זו הוקמה בינואר 1937 ושימשה את חברי קיבוץ "השדה" (לימים שדה נחום). התחנה הוקמה לאור בקשתם של חברי הקיבוץ שחששו משימוש בתחנת בית שאן הערבית בזמן המרד הערבי. בתחנה לא הוקם כל מבנה והסימון היחיד לה היה שלט ובו נכתב שם התחנה באנגלית, עברית וערבית.
תחנת ביסאן (בית שאן).
בבית שאן הוקמה התחנה החמישית מבין שמונה התחנות המקוריות אשר נקראה בתחילה "ביסאן", כשמו הערבי של המקום. בתחילת המאה ה-20 הייתה בית שאן עיירה ערבית קטנה ומוזנחת והסולטאן הטורקי החליט על הקמת התחנה במקום כדי לעודד התפתחות כלכלית שתביא לעליית תשלומי המיסים באזור זה. תקוותיו של הסולטאן נתבדו ורק עם תחילת ההתיישבות היהודית בבית שאן החל המקום מתפתח. בתחנה, שנבנתה בכניסה הצפונית אל העיירה, הוקמו מספר מבני אבן ששרידיהם ניצבים במקום עד ימינו. קיימות תוכניות של עיריית בית שאן להתחיל בשיפוץ מבני התחנה והקמת פארק תיירותי במקום.
תחנת חמדיה.
באופן רשמי לא הייתה תחנת רכבת בחמדיה (על אף בקשות של אנשי הישוב). קיים מבנה לצד המסילה ממערב לקיבוץ ששימש כמחסן כלים ולאחסון חול (שנועד לפיזור על הפסים כדי למנוע החלקה של הגלגלים בזמן הטיפוס הקשה). המבנה נקרא "הבית הלבן" בגלל צבע הלבנים ממנו נבנה. בגלל המהירות הנמוכה של הרכבת בקרבת התחנה (ובגלל בקשיש ששולם לנהגי הקטרים) הפך המבנה, דה פקטו, לתחנת רכבת עבור אנשי הקיבוץ.
תחנת בית יוסף.
תחנת בית יוסף הוקמה בשנת 1937 בסמוך למושב הנושא את אותו השם. במרוצת השנים חרבה התחנה וכיום לא נותר ממנה זכר ומקום קיומה בעבר אינו ידוע.
גשר.
תחנת גשר, או בשמה הערבי "באלט אל-מאחטה" הייתה השישית מבין שמונה התחנות המקוריות לאורך המסילה. עם בנייתה הייתה תחנה זו הנמוכה בתחנות הרכבת בעולם כולו. 500 מטרים מצפון לתחנה זו הוקמה ה"קרנטינה" - תחנת הסגר לבעלי חיים אשר יובאו לארץ ישראל מסוריה. מבני התחנה נהרסו לאחר קום המדינה כדי שלא ישמשו מקום מסתור למחבלים. בעת פעילותה שימשה התחנה את יושבי המושבה מנחמיה וקיבוץ גשר.
נהריים.
תחנת נהריים נבנתה בשנת 1937 בסגנון הבינלאומי במקום אשר מכונה כיום "אי השלום" ושנמצא בתחומי ממלכת ירדן.
דלהמיה (אשדות יעקב).
תחנת דלהמיה שירתה את תושביו הערבים של כפר זה. עם הקמתו של קיבוץ אשדות יעקב במקום בשנת 1935 שימשה התחנה גם את תושבי הקיבוץ. בתחנה זו לא היה כל מבנה, והרכבת עצרה בצידו של שלט קטן ממדים שנשא את השם "דלהמיה" בשלוש שפות.
תחנת חניית ארלוזורוב.
תחנת חניית ארלוזורוב (באנגלית: Arlosorow Halt), נקראה על שמו של חיים ארלוזורוב והייתה התחנה היחידה שנקראה על שמה של אישיות יהודית. התחנה הוקמה בשנת 1937 כדי לשרת את תושבי הקיבוצים מסדה ושער הגולן שהוקמו גם הם לזכרו של ארלוזורוב. עם הקמתה החליפה תחנה זו את תחנת עמק הירדן הזמנית, במקום הוקם צריף פח ששימש מחסה מפגעי מזג האוויר, אך כיום לא נותר לו כל זכר.
תחנת עמק הירדן.
תחנה זמנית אשר הוקמה בשנת 1936 כדי שתושבי עמק הירדן היהודים לא יסכנו עצמם בעלייה לרכבת בתחנת סמח', במאורעות תרצ"ו-תרצ"ט. התחנה, שהוקמה מכספי הקיבוצים בסביבה, היוותה פתרון זמני לתקופת הפרעות וסומנה על ידי שלט פח קטן. עם הקמתה של "חניית ארלוזורוב" בוטלה התחנה.
תחנת סמח' (צמח).