stasiun surabaya gubeng pertama kali dibangun di sisi barat rel ka. awalnya stasiun ini menggunakan sistem persinyalan mekanik, lalu sekitar dekade 1970-1980-an sistem persinyalan diubah menjadi elektrik.
pada pertengahan dekade 1990-an, bangunan baru stasiun dibangun di sisi timur rel ka dengan arsitektur yang lebih modern dan lebih luas.
stasiun ini memiliki enam jalur, di mana jalur 1 (paling barat) sebagai sepur lurus ke arah hilir biasanya digunakan untuk keberangkatan ka ekonomi jarak dekat ke arah selatan; jalur 2 sebagai sepur lurus ke arah hulu untuk kedatangan ka ekonomi jarak dekat dari arah selatan; jalur 3 dan 4 digunakan untuk tempat singgah ka ekonomi selama proses langsiran lokomotif, parkir lokomotif ataupun kereta/gerbong, dan sebagai jalur berjalan langsung untuk ka barang; jalur 5 digunakan untuk kedatangan dan keberangkatan ka apabila di jalur 6 ada kereta api yang berhenti, dan juga sebagai jalur berjalan langsung untuk ka barang; serta jalur 6 (paling timur) digunakan untuk pemberangkatan dan kedatangan ka jarak jauh kelas eksekutif, bisnis, ekonomi, dan campurannya.
di sebelah utara jalur 6 ada jalur yang bercabang menuju balai yasa (by)/bengkel ka surabaya gubeng.
sejak 14 juli 2016 stasiun ini telah menerapkan sistem check-in dan boarding pass seperti yang berlaku di bandara.
layanan kereta api
argo wilis, dari dan tujuan bandung via jombang-madiun-solo-yogyakarta-tasikmalaya
bima, tujuan jakarta via jombang-madiun-solo-yogyakarta-purwokerto-cirebon dan tujuan malang
turangga, dari dan tujuan bandung via jombang-madiun-solo-yogyakarta-tasikmalaya
bangunkarta, dari dan tujuan jakarta via jombang-madiun-solo-semarang-cirebon
sancaka, dari dan tujuan yogyakarta via jombang-madiun-solo (eksekutif-ekonomi ac plus)
mutiara timur, dari dan tujuan banyuwangi (eksekutif-bisnis; khusus untuk jadwal malam bisa bersambung dari dan ke denpasar, bali, menggunakan armada bus kerjasama antara damri-pt kai
ranggajati, tujuan cirebon via jombang-madiun-solo-yogyakarta-purwokerto dan tujuan jember (eksekutif-bisnis)
mutiara selatan, tujuan bandung via jombang-madiun-solo-yogyakarta-tasikmalaya dan tujuan malang
kelas ekonomi ac plus
jayabaya, tujuan jakarta via surabaya pasarturi-semarang-cirebon dan tujuan malang
kelas ekonomi ac
gaya baru malam, dari dan tujuan jakarta via jombang-madiun-solo-yogyakarta-purwokerto
pasundan, dari dan tujuan bandung via madiun-yogyakarta-tasikmalaya
logawa, tujuan purwokerto via jombang-madiun-solo-yogyakarta dan tujuan jember
sri tanjung, tujuan yogyakarta via jombang-madiun-solo dan tujuan banyuwangi
probowangi, tujuan surabaya kota dan tujuan banyuwangi
dhoho, tujuan surabaya kota dan tujuan kertosono via jombang bersambung blitar via kediri
penataran, tujuan surabaya kota dan tujuan blitar via malang
tumapel, tujuan surabaya kota dan tujuan malang (lebih sering disebut sebagai ka penataran juga)
krd bojonegoro/lokal babat, tujuan surabaya pasarturi-bojonegoro via lamongan-babat dan tujuan sidoarjo
krd kertosono, tujuan surabaya kota dan tujuan kertosono via jombang
delta ekspres (komuter surabaya-sidoarjo/susi), tujuan surabaya kota dan tujuan porong
parcel ons (over-night service), tujuan surabaya pasarturi dan tujuan jakarta via madiun-solo-yogyakarta-purwokerto-cirebon
jadwal kereta api
berikut ini adalah jadwal kereta api di stasiun surabaya gubeng per 1 november 2016 (revisi gapeka 2015).
no. ka ka tujuan kelas tiba berangkat
174 gaya baru malam surabaya gubeng (sgu) ekonomi ac 01.25 -
56l bangunkarta eksekutif satwa 03.46 -
295 komuter surabaya-sidoarjo (susi) porong (pr) komuter ekonomi 04.07 04.09
219 probowangi banyuwangi baru (bw) ekonomi ac 04.23 04.25
90 mutiara timur malam surabaya gubeng (sgu) eksekutif &
bisnis 04.26 -
449l/442 dhoho kertosono (kts) bersambung blitar (bl) ekonomi ac 04.33 04.35
459 penataran blitar (bl) 04.43 04.45
44/45 bima malang kotabaru (ml) eksekutif satwa 05.48 06.20
132a mutiara selatan bisnis 06.43 07.20
296 komuter surabaya-sidoarjo (susi) surabaya kota (sb) komuter ekonomi 06.54 06.56
5 argo wilis bandung hall (bd) eksekutif argo - 07.00
471l krd bojonegoro/lokal babat sidoarjo (sda) ekonomi ac 07.03 07.10
478l krd kertosono surabaya kota (sb) 07.09 07.12
460l tumapel/penataran 07.17 07.22
83a sancaka pagi yogyakarta tugu (yk) eksekutif &
ekonomi ac plus - 07.30
461 penataran blitar (bl) ekonomi ac 07.38 07.40
50 turangga surabaya gubeng (sgu) eksekutif satwa 08.12 -
179 pasundan bandung kiaracondong (kac) ekonomi ac - 08.15
451/444 dhoho kertosono (kts) bersambung blitar (bl) 08.23 08.25
11040/10961 ranggajati cirebon kejaksan (cn) eksekutif &
bisnis 08.48 09.15
87 mutiara timur siang banyuwangi baru (bw) - 09.00
462 penataran surabaya kota (sb) ekonomi ac 09.40 09.42
472/473 krd bojonegoro/lokal babat bojonegoro (bj) ekonomi ac 10.04 10.06
190l/187l logawa purwokerto (pwt) 10.14 10.50
477l krd kertosono kertosono (kts) 10.38 10.40
441l/450 dhoho surabaya kota (sb) 10.41 10.43
463 penataran blitar (bl) 11.33 11.35
84a sancaka pagi surabaya gubeng (sgu) eksekutif &
ekonomi ac plus 11.40 -
173 gaya baru malam jakarta pasar senen (pse) ekonomi ac - 12.00
453/446 dhoho kertosono (kts) bersambung blitar (bl) 12.08 12.10
196/193 sri tanjung yogyakarta lempuyangan (lpn) 13.07 13.35
297 komuter surabaya-sidoarjo (susi) porong (pr) komuter ekonomi 13.23 13.25
154/151 jayabaya jakarta pasar senen (pse) ekonomi ac plus 13.41 13.48
194/195 sri tanjung banyuwangi baru (bw) ekonomi ac 14.00 14.30
188/189 logawa jember (jr) 14.53 15.30
464 penataran surabaya kota (sb) 15.01 15.03
88 mutiara timur siang surabaya gubeng (sgu) eksekutif &
bisnis 15.28 -
443/452 dhoho surabaya kota (sb) ekonomi ac 15.38 15.47
55l bangunkarta jakarta gambir (gmr) eksekutif satwa - 16.00
474/475 krd bojonegoro/lokal babat sidoarjo (sda) ekonomi ac 16.03 16.08
46/43 bima jakarta gambir (gmr) eksekutif satwa 16.19 17.00
49 turangga bandung hall (bd) - 16.30
480 krd kertosono surabaya kota (sb) ekonomi ac 16.28 16.32
298 komuter surabaya-sidoarjo (susi) komuter ekonomi 17.04 17.12
85a sancaka sore yogyakarta tugu (yk) eksekutif &
ekonomi ac plus - 17.25
455/448 dhoho kertosono (kts) bersambung blitar (bl) ekonomi ac 17.38 17.40
11060/10985 ranggajati jember (jr) eksekutif &
bisnis 17.39 18.10
465l penataran blitar (bl) ekonomi ac 17.48 17.50
299l komuter surabaya-sidoarjo (susi) porong (pr) komuter ekonomi 17.58 18.00
476 krd bojonegoro/lokal babat surabaya pasarturi (sbi) ekonomi ac 18.01 18.03
131a mutiara selatan bandung hall (bd) bisnis 18.20 19.00
445/454l dhoho surabaya kota (sb) ekonomi ac 18.28 18.30
479 krd kertosono kertosono (kts) 19.18 19.20
466l penataran surabaya gubeng (sgu) 19.36 -
467l tumapel/penataran malang kotabaru (ml) - 20.00
6 argo wilis surabaya gubeng (sgu) eksekutif argo 20.19 -
300 komuter surabaya-sidoarjo (susi) surabaya kota (sb) komuter ekonomi 20.38 20.40
220 probowangi ekonomi ac 20.51 20.53
180 pasundan surabaya gubeng (sgu) 21.36 -
86a sancaka sore eksekutif &
ekonomi ac plus 21.51 -
89 mutiara timur malam banyuwangi baru (bw) bersambung denpasar (den) eksekutif &
bisnis - 22.00
468l penataran surabaya kota (sb) ekonomi ac 22.28 22.30
447/456 dhoho 22.49 22.51
152/153 jayabaya malang kotabaru (ml) ekonomi ac plus 23.23 23.28
bus kota lyn a2 tujuan purabaya-st. semut.
bemo lyn f tujuan joyoboyo-pegirian-endrosono.
bemo lyn gs tujuan gunung anyar-sidorame.
bemo lyn n tujuan bratang-genteng-jembatan merah.
bemo lyn c tujuan demak-blauran-karangmenjangan.
bemo lyn jk tujuan joyoboyo-kalijudan-kenjeran.
bemo lyn t2 tujuan joyoboyo-karangmenjangan-mulyosari-kenjeran.
bemo lyn w tujuan dukuh kupang-karangmenjangan.
bemo lyn wb tujuan wonosari-karangmenjangan-bratang.
berkas:collectie tropenmuseum spoorwegstation goebeng soerabaja tmnr 60015930.jpg|stasiun surabaya gubeng pada tahun 1880-an (foto oleh [[h. salzwedel]])berkas:stasiun surabaya gubeng.jpg|stasiun lama surabaya gubengberkas:stasiun-gubeng-baru.jpg|stasiun baru surabaya gubeng