廃止時点で、単式ホーム1面1線を有する地上駅であった。そのほか側線として、発着線の南側に1線と、その南側に末端部分に車庫の建屋を有する車庫線を1線有していた。職員配置駅となっていた。駅舎は構内の北側に位置していた。廃止時点の構内設備は、路線廃止に向けて、廃止に先駆けて構内設備の縮小化（解体）がされた結果のもので、ホーム、駅舎、車庫のいずれも仮設のもので、ホームは板敷、駅舎はプレハブ造りの簡易な建物となっていた。構内設備の縮小化前までは、島式ホーム1面2線を有し、当駅 - 梺駅間部分廃線までは列車交換可能な交換駅であった。外側（南側）が下り本線（梺方面）、駅舎側（北側）が上り本線（湯沢方面）となっていた。そのほか側線として、本線湯沢方から北側に分岐し駅舎東側の貨物積卸場および駅舎との間を通過し上り本線に合流する貨物線を1線と、下り本線湯沢方から南側に分岐しさらに2線に分岐、構内西側の末端部分に車庫（車輌基地）を有す行き止まりの車庫1番線、車庫2番線を有した。駅舎は構内の北西側に位置し、ホーム西側のスロープとを結ぶ構内踏切で連絡した。2階建ての特徴ある建物であった。ホームは切妻屋根の上屋を有した。この上屋は開業時には作られていなかった。構内には車輌基地である「西馬音内電車区」が併設されていた。1971年（昭和46年）7月20日の内燃化以降、雄勝線の廃止に向けて駅の縮小化が始まり、1972年（昭和47年）9月14日には設備を約50m湯沢方に移動させプレハブ駅舎と板張りホームを設置、旧駅舎は取り壊され跡地にはボウリング場が建築された。島式ホーム、車庫も取り壊された。閉塞取扱廃止前までの列車交換の通標は、羽後三輪駅 - 当駅間は「□」、当駅 - 梺駅間は「△」であった。また、1965年（昭和40年）12月8日までの列車交換の通標は、羽後三輪駅 - 当駅間は「□」、当駅 - 梺駅間は「◇」であった。雄勝鉄道時代は、本社も置かれていた。
地下トンネル内での排気問題への懸念から、蒸気機関車の新しい設計が生み出されることになった。路線が開通する前の1861年に、ファウラーズ・ゴーストとニックネームを付けられた実験機関車により試験が行われた。これは不成功に終わり、最初の営業列車はグレート・ウェスタン鉄道の広軌の復水式蒸気機関車であるグレート・ウェスタン鉄道メトロポリタン型蒸気機関車により牽引された。これはダニエル・グーチが設計した車軸配置2-4-0のタンク機関車であった。さらにメトロポリタン鉄道が自身の車軸配置4-4-0のタンク機関車を導入するまで、標準軌のグレート・ノーザン鉄道の蒸気機関車が用いられた。これらの機関車はマンチェスターのベイヤー・ピーコック製であった。設計はしばしばメトロポリタン鉄道の技術者ジョン・ファウラーのものだとされるが、しかし実際には機関車はベイヤー・ピーコックがスペインのトゥデラ・ビルバオ鉄道向けに製造した機関車の発展形であり、ファウラーは単に動輪の直径、軸重と曲線への対応性能を指示しただけであった。1864年に18両が発注され、当初は個別に名前が付けられていた。1870年までに合計40両が製造された。地下での煙を減らすために、当初はコークスが燃料に用いられ、1869年にウェールズ産無煙炭に切り替えられた。1879年からさらに機関車が必要とされ、設計が更新されて合計24両の新型機関車が1879年から1885年にかけて納入された。当初はこの機関車は明るいオリーブグリーンに塗られ黒と黄の線が入り、煙突は頂部が銅で造られ、前部には真鍮で作られた数字で機関車番号が示され、蒸気ドームは磨かれた真鍮でできていた。1885年に塗装が変更され、ミッドケアド (Midcared) として知られる暗い赤になった。これは標準色として残り、ロンドン交通局によって1933年にメトロポリタン線の色と定められた。1925年にメトロポリタン鉄道が機関車をアルファベットの文字で分類した際に、これらの機関車はA型およびB型となった。メトロポリタン・アンド・セント・ジョンズ・ウッド鉄道の建設中、A型とB型ではこの線の勾配には適さないと考えられ、5両の車軸配置0-6-0のタンク機関車が1868年に納入された。しかし、A型とB型は特に問題なく列車を牽引することができることが判明し、この0-6-0タンク機関車は1873年と1875年にタフ・ヴェール鉄道に売却された。1891年からは、ベイカー・ストリート駅から郊外へ向けての延長路線での運用のためにさらなる機関車が必要とされるようになった。サウス・イースタン鉄道のQ型の発展形である、車軸配置0-4-4のC型が1891年に4両導入された。1894年に2両のD型がエイルズベリーとバーニー・ジャンクション間での運用のために導入された。これらの機関車は、フィンチリー・ロード駅より南で運用するために必要な復水設備を搭載していなかった。1896年に車軸配置0-4-4のE型2両が自社のニーズデン工場で製造され、さらに事故で損傷した当初のA型1号機を代替するために1898年に1両が追加された。さらに4両がホーソン・レスリーで1900年から1901年にかけて製造された。延長路線における貨物輸送量増大に対応するために、1901年に車軸配置0-6-2のF型が4両導入された。これは車軸配置が違い蒸気暖房の設備が無いという点を除けばE型に類似するものであった。1897年と1899年にメトロポリタン鉄道は2両の車軸配置0-6-0のサドルタンク機関車を、ペケット・アンド・サンズの標準設計で導入した。これらの機関車は正式には形式分類されず、ニーズデンとハーローにおける入換に主に使用された。1905年から1906年にかけてロンドン市内の路線網が電化されたことで、多くの機関車が不要となった。1907年までに古いA型、B型の機関車のうち40両が売却されるか解体され、1914年時点ではこれらの形式のうち13両のみが残存しており、入換、ブリル軌道における事業用・工事用列車などに使用されていた。旅客用・貨物用ともにさらに強力な機関車が必要とされ、1915年には4両のG型（車軸配置0-6-4）がヨークシャー・エンジンから調達された。最高速度75マイル毎時（約121 km/h）のH型（車軸配置4-4-4）は、1920年と1921年にかけて8両製造され、主に急行旅客運用に用いられた。貨物列車をより長くし、高速にして列車本数を減らすために、1925年に6両の貨物用K型（車軸配置2-6-4）が、第一次世界大戦後にウーリッジのロイヤル・アーセナルが製造した車軸配置2-6-0の蒸気機関車からの改造で導入された。これらの機関車はフィンチリー・ロードより南側で運行することは認められていなかった。2両の機関車が保存されている。A型の23号がロンドン交通博物館に、E型の1号がバッキンガムシャー鉄道センターに保存されている。1号はメトロポリタン鉄道の150周年記念イベントで2013年1月に蒸気での走行を行い、2013年2月時点では2013年後半にも操向が予定されている。