当駅と「羽田空港第1ビル駅または羽田空港第2ビル駅」間の運賃は通常有料だが、羽田空港において国際線と国内線を乗り継ぐ乗客に限り、その間の運賃が無料となる。乗車する際には、国際線ターミナルの案内カウンターでパスポートと乗り継ぎ便の航空券を提示しし、「乗継乗車票」を発行して貰い、それを駅の改札口にて提示する必要がある。なお当駅からの所要時間は、羽田空港第1ビル駅まで4分、羽田空港第2ビル駅まで6分となっている。
相対式ホーム2面2線を有する高架駅である。改札口は2階コンコースと3階下りホーム前に設置され、ともに、到着ロビー、出発ロビーに直結する。両ホームは改札内で往来可能である。当駅の設置にあたり、天空橋 - 新整備場間の高架軌道のうち、東京都道311号環状八号線上の一部（約900m）を撤去し、代わりに国際線ターミナルビル寄りにS字状に湾曲した高架軌道を新設した。これに伴い、2010年4月10日午後から全列車をモノレール浜松町 - 昭和島間の折り返し運転とし、同年4月11日にかけて切り替え工事を行った。この措置により、中部国際空港駅、仙台空港駅に次いでプラットホームと国際線出発ロビーが同じ階層となり、下りプラットホームのみシームレスな往来が可能になった。同駅に東日本旅客鉄道（JR東日本）のグループ企業であるびゅうトラベルサービスが運営する「JR東日本外国人旅行センター」が開設され、訪日外国人向けの特別企画乗車券「ジャパンレールパス」の引き換えやJR券の販売、旅行相談などを受ける。また、駅開業時より「ジャパンレールパス」「JR EAST PASS」で東京モノレール線が利用可能とされた。自動改札機はすべて幅広型のものが設置されている。到着ロビーと同一階に改札口があるため、カートを改札内コンコースまで持ち込むことができる。ただし、カートを持ち込んだままエスカレーターやエレベーターを利用することはできない。
開業予定は当初2009年12月だったが、ターミナルの着工が延期されたことから、2010年10月21日となり、同日のターミナルの供用開始に合わせて開業した。東京モノレールでは同年7月29日に、当駅に全列車を停車させるとしたダイヤ改正を発表した。東京モノレールでは一日の乗降人員を約8,500人と予測している。
東京国際空港は2010年（平成22年）10月21日にD滑走路を供用開始した。これによって発着枠が増加し、国際線定期便の就航が可能になった。これにより、国際線のキャパシティが現行の第2旅客ターミナルビル南側に設置されていた旧国際線ターミナルビルよりも増大するため、多摩川と東京都道311号環状八号線に沿った区域に国際線旅客ターミナル・貨物ターミナル・駐車場などの新国際線区画が東京国際空港ターミナルによって建設され、その旅客ターミナルの開業に合わせて駅の開設がなされた。仮称は「国際線ターミナルビル駅」としていた。同年2月10日に正式な駅名は「羽田空港国際線ビル駅」（はねだくうこうこくさいせんビルえき）と発表された。なお、2002年（平成14年）に羽田再拡張が国土交通省によって策定された当初は、2003年（平成15年）度までに滑走路を着工の上、2009年（平成21年）12月に国際線ターミナルの開業が見込まれていた。しかし、港湾上の構造問題から滑走路の設計変更などが生じて2007年（平成19年）5月に着工したため、国際線新ターミナルの着工も順延し、2010年10月21日の開業とされた。建設途中の同年3月27日に、電気工事をしていたターミナルビル1階部分から出火。作業員1人が負傷、駅舎など約500平方メートルが延焼する事故が発生している。
ダブルケアに対する調査および研究メンバーによる実態解明が進められている。2012年度～2014年度の調査（6歳以下の子どもを持つ母親を中心とした1,894名に対して実施）によると、「ダブルケア直面中」・「数年先に直面する」と回答した人は全体の32％。子供を持つ女性の4人に1人がダブルケアに直面する可能性があるという結果になった。また、「ダブルケア直面中」の12.4％、「過去に直面したことがある」の16.5％が「誰も助けてくれなかった」と回答しており、ダブルケアラー（ダブルケア当事者）の孤立化も浮き彫りとなった。また、2015年度にソニー生命と連携して実施した調査（大学生以下の子供をもつ母親1000名に対して実施）によれば、ダブルケアに「現在直面中」と「過去に直面」を合わせたダブルケア経験率は全国平均で8.2％で、それらに「数年先に直面」という層を含めると22・6％となり、さらに「数年先に直面」という層を加えると4人に1人以上が、ダブルケアが身近な問題であると感じている結果となっている。また、「ダブルケアという言葉を聞いたことがあるか」という質問に対して、ダブルケアに直面していない人が6％に対し、ダブルケア当事者では20％と5人に1人が聞いたことがあると回答しており、当事者を中心にダブルケアという言葉の認知度は少しずつ高まり始めている。一方、今はダブルケア未経験者が多くおり、そのうちの7割を占める「子育て中だがまだ介護に直面していない」層が、親や義理親が介護必要となった時の相談先を知らないという状態である。ダブルケアには三大負担といわれる精神的な負担、体力的な負担、経済的な負担に加え、子どもの世話を十分にできない、親の世話を十分にできない、兄弟間や親戚間での認識のずれ、子どもの預け先の問題などもある。今後どういう支援が必要だと思うかという質問では、ダブルケア当事者の9割が「育児も介護も相談できる総合的な行政の窓口」と回答、また、「当事者同士で支え合う、つながる場の構築」も6割半が必要であると回答しており、少子化・高齢化が進行する中でダブルケア経験率が高まる可能性が示唆されている。