南大沢駅
多摩ニュータウン開発計画に絡み京王帝都電鉄(当時)は、当初、相模原線の京王多摩センター駅 - 橋本駅間延伸に際して途中駅を一か所設置することを計画で定め、「由木平駅」として当駅の設置を決定していた。その後、多摩ニュータウン開発の進捗に伴い、マスタープランの中で複数の開発住区に対する生活サービス施設を集積した「地区センター」の配置場所と定められた中間地点に、京王堀之内駅と多摩境駅の設置も追加で決定している。
なお、駅設置に際して現在の場所が決定した理由は、京王多摩センター駅と橋本駅との中間地点に位置することと、ニュータウン計画で一帯が新住宅市街地開発事業地に定められ周辺に人家などがなく、白紙で駅を中心に「地区センター」とする大胆な街づくりが可能なことであった。また、当時の相模原線計画では橋本延伸後に津久井湖方面に延伸する構想があったため、優等列車の追い抜きが可能な島式ホーム2面4線設計で用地が確保された。
京王多摩センター駅 - 橋本駅間の延伸工事のうち、当駅までの線路や駅の建設工事は比較的順調に進んでいたが、当駅と橋本駅間は用地買収などに手間がかかり全線開業が遅れることとなったため、同社はやむなく京王多摩センター - 当駅間を暫定開業させた。その最大の目的は、当駅南側の新住区で既に入居が始まっていて、代替の救済措置として暫定運行していた多摩センター駅までのバス連絡を一日も早く解消するためであった。
土工により地形を整地した南面片側が掘割式の相対式ホーム2面2線を持つ地上駅で橋上駅舎を有している。元々、島式ホーム2面4線設計で用地が確保されていたため、構内は広々としたつくりになっている。鉄骨造りの橋上駅構造としているが、バスターミナルのある駅前広場や、歩車を分離した歩行者専用道路のある地盤の同レベルに人工地盤とした駅舎改札口があるため、駅への出入りは平面のバリアフリーで行うことができる。
なお、駅舎には小規模な店舗施設が併設されていたが、2009年12月、歩行者専用道路のある人工地盤を挿んだ橋本駅寄りのプラットホーム線路上に、新たに店舗施設の建物(フレンテ南大沢新館)がオープンした。
相模原線の橋本駅への延伸工事の際に、同駅周辺の用地買収の遅れが原因で、開業が遅れることになった。そのため、同駅開業までの間は当駅が始発・終着駅となり、橋本寄りの下り本線が折り返し用の引き上げ線に利用され、1番線に到着した当駅終着列車は引き上げ線で折り返して2番線の乗車用ホームへと入線した。橋本延伸後、渡り線は非常時折り返し運転用に残してあるが、現行の営業用としては使われていない。
改札口とホームとの間にはエレベーターとエスカレーターが設置されている。エスカレーターは改良工事の際に上り方向のほか、下り方向のものも増設された。
トイレは駅舎内にあり、ユニバーサルデザインの一環として「だれでもトイレ」も設置されている。
京王バス・神奈川中央交通・東京空港交通の3社の路線が乗り入れる。以前は、富士急平和観光(当時)も乗り入れていた。
路線の詳細は京王バス南大沢営業所・神奈川中央交通多摩営業所をそれぞれ参照