西国分寺駅
School Days HQ:主人公の伊藤誠と桂言葉が通学に使用する駅として登場する。また「轢殺」のエンディングにおいては、通過しようとしていた急行電車に西園寺が桂を突き飛ばすという演出がある。なお、それに配慮してなのか登場する電車の帯色は橙ではなく水色となっている。
RAIL WALS!:アニメ第1話において、主人公の高山直人が研修の際かつて当駅近くにあった国鉄中央学園に行くことになり、最寄り駅として当駅が登場する。高山の最初の登校の際に、後に行動を共にする桜井あおいと小海はるかに駅構内で出会う。
ローゼンメイデン:アニメにおいて、駅ロータリーと駅周辺の街並みが登場する。
2022年(令和4年)度の1日平均乗車人員は25,420人である。既成の市街地に駅を設置したのではなく、武蔵野線と中央線の乗り換えの便を図るために駅が開設されたという沿革から、改札を通る乗車人数は中央線快速の24駅(東京 - 高尾間)の中では日野駅、高尾駅に次いで3番目に少ない。中央線と武蔵野線との乗換客は多いが、中央線は快速と各駅停車のみの停車である。なお、武蔵野線内では26駅中東浦和駅に次いで第12位であった。
近年の1日平均乗車人員の推移は下表の通り。
ぶんバス日吉町ルート:西国分寺駅行(京王バス)
ぶんバス北町ルート:西国分寺駅東行/北町パンダ公園環状行(武州交通興業)