大垣駅
乗り入れ路線
JR東海の東海道本線、樽見鉄道の樽見線、養老鉄道の養老線が乗り入れている。JR東海道本線に関しては本線と美濃赤坂支線との分岐駅となっている。樽見線は当駅を起点としている。樽見線は1984年までは東海道本線ともども日本国有鉄道（国鉄）の路線であり、樽見鉄道へ転換されて以降も同線の駅はJR(旧国鉄)との共同使用駅となっている。
大垣駅の事務管コードは、▲530126である。
以下、東海道本線美濃赤坂支線については、案内上の名称である「美濃赤坂線」と記述する。
ダイヤ・発着番線
2015年6月20日現在でも多くの列車が起終点とする名古屋都市圏の西端に位置するターミナル駅である。日中は快速を中心に岐阜・名古屋・豊橋方面への列車の充実が図られている。また、かつては1日3往復のみであるが大阪・京都方面からの西日本旅客鉄道（JR西日本）の列車も当駅を起終点としていたが、2016年3月26日の改正で米原止まりとなり、当駅から米原駅まではJR東海の車両での運用に置き換えられた。
原則として、名古屋方面と米原方面を直通する東海道線の下り列車は2番線、上り列車は4番線を使用する（ただし上り列車は一部5番線、下り列車は一部1番線発着もある）。美濃赤坂線の列車はすべて切欠きホームである3番線で折り返すが、名古屋方面からの直通列車があった頃は1番線や2番線からの発車もあった。
1999年12月3日以前は快速系統を含む大半の普通列車が当駅を起終点としていた。翌4日のダイヤ改正で快速系統を除く大半の普通列車の起終点が岐阜駅に変更された。ただし、朝晩の普通列車は当駅起終点になっている。7番線の西側部分のホームは南北自由通路の工事に伴い6番線から発着していた樽見鉄道のホーム使用が一時停止され、樽見鉄道の列車発着に使用することになったため、樽見鉄道車両の出入口高さに合わせて高さを切り下げ、簡単な柵で仕切られている。樽見鉄道の切符売り場として使用される事務所（営業時間8時00分 - 16時00分）も設置された。南北自由通路の完成ならびに旧自由通路の撤去に伴い2010年2月末に樽見鉄道のホームは再び6番線に戻った。
樽見鉄道の改札ではTOICAの処理はできず、当駅までTOICAで乗車し樽見鉄道に乗り換える場合は一度改札口を出て樽見鉄道の乗車券を自動券売機（Kiosk左隣の一台のみ、JR東海の券売機と共用）で購入するか、乗車駅からの運賃を現金で支払い証明書を受け取り次回のTOICA使用時に入場状態を解除してもらう必要がある。樽見鉄道を無人駅から乗車し、当駅で降車する場合は車内で運賃を精算した上で運転士から出場証を受け取り、改札口で駅員に渡すか自動改札機に入れることになる（JRへの乗り換えの際は車掌に見せて切符を購入する）。
その他
1969年10月のダイヤ改正以来、2009年3月まで「大垣夜行」の愛称で知名度のあった、東京からの定期夜行普通列車（1996年より快速「ムーンライトながら」、2009年4月より臨時快速化）の終着駅であった。青春18きっぷ利用可能期間の早朝には、「ムーンライトながら」から米原方面へ乗り継ぐ旅行者で混雑し、始発下り列車に乗り換えるために一斉にダッシュすることを指して「大垣ダッシュ」と呼ばれることもある。改札前や階段に「構内10km/h以下」と構内の乗客に向けて注意を喚起する看板が掲げられていた時期があったが、2014年時点では撤去され「危険 走らないでください」という表示になっている。
以前は当駅では輸送社員が列車の停車、通過を含めて終日立ち会いを行っており、停車する営業列車においては発車ベル扱い及び停車する営業列車、非営業列車（主に当駅を発車する回送列車）共にブザー式出発合図（ワンマン列車）または出発指示合図（ツーマン列車）を行っていたが、2015年2月以降、それらは行われなくなった。
なお2015年5月現在、JR東海の駅でブザー式出発合図を行う駅は名古屋駅のみである。
また当駅はJR東海の中京圏の駅で見られる車掌操作用の発車ベルスイッチと従来の駅員操作用ベルが共存していた駅であったが、2012年4月からは従来の駅員操作用ベルは使用されなくなった。
大垣駅はTOICAエリアの駅であるため、ICOCAエリアである米原以遠京都、大阪方面若しくは長浜、近江塩津方面などからICOCAなどの交通系ICカードで乗車してくることはできない(逆も同様)。その為改札口近辺にはその旨を記載した掲示が至る所にされている。また美濃赤坂線はエリア外となる。
東海道本線は美濃赤坂駅への支線である通称「美濃赤坂線」および下り本線と下り垂井駅経由の別線である「垂井線」との分岐駅であるが、実際の分岐は大垣 - 垂井間の南荒尾信号場である。また、垂井方面にJR東海の車両基地（大垣車両区、かつての大垣電車区・大垣機関区）がある。
2008年現在、当駅を跨いで運行される普通列車・区間快速・快速・新快速・特別快速の運転士および車掌は、ごく一部の例外を除き当駅で交代する。
連絡改札口
JR大垣駅の1番線、米原・美濃赤坂方の養老鉄道への乗換通路上には連絡改札口が設置されている。この連絡改札口は2段階で設置されており、JR東海側は自動改札機（無人改札）、養老鉄道側は有人改札口になっている。この連絡改札口には自動券売機、自動精算機等が設置されていない為、JR東海から養老鉄道へ乗り継ぐ場合で、乗車券の乗り越し精算が必要な場合、TOICA等のIC乗車券利用の場合でチャージが不足している場合、複数枚の乗車券で乗車の場合でそれが自動改札機に対応していない場合、養老鉄道の乗車券を所持していない場合や、養老鉄道からJR東海へ乗り継ぐ場合で、JR線の乗車券を所持していない場合や青春18きっぷ等の自動改札機に対応していない乗車券を所持している場合はこの連絡改札口が利用できない。
駅周辺の整備計画状況
人口およそ40万人（後に30万人）の大型中核都市となるはずだった合併構想が破綻したために、駅の高架化計画が不透明になっている。
当駅北口周辺では、オーミケンシの工場内の遊休地を利用し、岐阜県内のサティでは初のシネマコンプレックス型となる大垣サティを建設する予定があったものの、南口の商店街や当時駅近くにあった東宝映画館、グランドタマコシなどの反対運動が起こり、運営会社のマイカルそのものも経営不振に陥ったことで中止となった。これにより、サティと共同で計画していた北口ロータリーの整備計画も棚上げとなり、その後もこの問題が長引いたために、整備は行われるものの北口ロータリーの整備面積を縮小する予定となった。2008年1月頃に南北自由通路の付け替えに関する看板が立てられ、看板には北口完成イメージイラストが描かれているとともに、2008年度に着工した工事の状況を携帯サイトからもわかるようにとQRコードも掲載されていた。2009年9月19日に南北自由通路が開通した（愛称『水都ブリッジ』）。北口ロータリーは2012年4月より歩道部分のみ使用開始、9月16日に自噴水を活用した親水広場『水都北口 オアシス（名称は公募により決定）』の運営開始により、全面完成となった。
縮小したオーミケンシ大垣工場の一部敷地利用については、ユニー（アピタ）が進出することになり、建設は2006年9月に大垣市からの許可が下り、2007年1月に着工、アクアウォーク大垣として同年10月23日にプレオープン、同年10月27日にグランドオープンした。そして2009年9月19日、『水都ブリッジ』の開通と同時に当駅北口とアクアウォーク大垣を連絡する高架通路『アクアブリッジ』が開通した。徳洲会病院の建設は2006年7月に着工、2008年4月1日に大垣徳洲会病院として開院した。
なお、残った敷地でプリント基板製造を行っていたオーミケンシ大垣EP事業場は、2009年9月に閉鎖された。2012年09月にオーミケンシが、跡地約6万m²を大手住宅メーカーの積水ハウス、パナホームの計2社に譲渡すると発表した。2社は分譲住宅用地として開発を計画している。
さらに、オーミケンシ跡地南部には2014年2月に「大垣駅北ショッピングモール（仮称）」の整備計画が進んでいることが明らかとなった。岐阜県初出店となるディスカウントストアの大黒天物産（ラ・ムー大垣店、本社・岡山県倉敷市）、家電量販店大手のヤマダ電機（本社・群馬県高崎市）、衣料品販売のAOKI（本社・神奈川県横浜市）、スポーツクラブの東祥（本社・愛知県安城市）の4社がそれぞれ出店。2014年4月より着工をはじめ、10月9日にラ・ムー大垣店がオープンした以降、他店舗も順次オープンする。