3 (satu peron sisi yang agak tinggi di kedua ujungnya dan meninggi di bagian tengahnya, satu peron pulau yang agak tinggi, dan satu peron pulau yang tinggi; tidak ada peron pulau di antara jalur 2 dan 3)
Dahulu ke arah barat stasiun ini, sebelum Stasiun Sedadi, terdapat Halte Ngloram yang kini sudah tidak aktif.[4]
Kereta api penumpang yang melintas langsung/tidak berhenti di stasiun ini adalah KA Argo Bromo Anggrek dan Sembrani (jadwal pagi).
Bangunan dan tata letak
Pada awalnya, stasiun ini menggunakan sistem persinyalan mekanik dengan sedikit modifikasi berupa perangkat sinyal muka yang berjenis elektrik dan memiliki tiga jalur kereta api dengan jalur 2 merupakan sepur lurus. Setelah jalur ganda mulai dari stasiun ini hingga Stasiun Gubug dioperasikan pada akhir November 2013 dan kemudian hingga Stasiun Jambon pada 12 Desember 2013,[5] jumlah jalur bertambah menjadi empat. Jalur 2 hanya dijadikan sebagai sepur lurus untuk arah Semarang saja, jalur 3 dijadikan sebagai sepur lurus hanya untuk arah Surabaya, dan jalur 4 ditambahkan di sisi selatan stasiun sebagai jalur belok baru. Selain itu, peron stasiun ditinggikan serta diberi kanopi yang dibangun oleh Direktorat Jenderal Perkeretaapian. Sistem persinyalannya telah diganti dengan sistem persinyalan elektrik.
Dahulu, stasiun ini memiliki percabangan menuju Purwodadi dan Gundih, terletak di sebelah timur stasiun ini. Warga Purwodadi yang hendak naik kereta api lebih memilih menuju stasiun ini karena letak stasiun yang berdekatan dengan jalan raya yang menghubungkan Purwodadi-Solo jika dibandingkan dengan Stasiun Gambringan.
Bangunan Stasiun Ngrombo sebelum dilakukan perbaikanPeron di Stasiun Ngrombo (2016)
Pada tahun 2013, stasiun ini telah dilakukan perbaikan dan penataan, di antaranya berupa penambahan bangunan baru di sisi barat bangunan lama stasiun, pembangunan kanopi, peninggian peron, pelebaran lahan parkir, serta pembangunan musala dan toilet baru di sisi barat stasiun. Perbaikan dan penataan di stasiun ini merupakan yang paling besar dan terlihat dibanding dengan yang dilakukan di stasiun-stasiun lain yang ada di jalur kereta api lintas utara Jakarta-Surabaya. Saat ini wujud stasiun ini sudah jauh berbeda dari aslinya dan fasilitas yang tersedia sudah lebih baik dari sebelumnya. Bangunan lama stasiun hanya digunakan sebagai pintu akses keluar stasiun.
Pada awal tahun 2020, di stasiun ini dilakukan pemanjangan peron pulau dan penambahan kanopi baru untuk mendukung pelayanan kereta api penumpang dengan rangkaian panjang. Di sebelah timur laut stasiun ini terdapat gedung workshop Balai Perawatan Perkeretaapian beserta jalur percabangannya yang terhubung langsung dengan sisi barat jalur 1. Gedung tersebut digunakan untuk merawat sarana perkeretaapian milik Direktorat Jenderal PerkeretaapianKementerian Perhubungan.
^Officieele Reisgids der Spoor en Tramwegen en Aansluitende Automobieldiensten op Java en Madoera. Staatsspoor en Tramwegen Particuliere Spoor en Tramweg-Maatschappijen. 1932. hlm. 164–165.
