Awalnya stasiun ini memiliki tiga jalur kereta api dengan jalur 2 merupakan sepur lurus. Sejak jalur ganda segmen Brebes–Losari resmi dioperasikan mulai 10 Desember 2013,[4] jumlah jalurnya bertambah menjadi empat. Jalur 2 dijadikan sebagai sepur lurus untuk arah Cirebon saja, jalur 3 dijadikan sebagai sepur lurus untuk arah Semarang, dan jalur 4 ditambahkan di sisi selatan stasiun sebagai sepur belok baru. Selain itu, sistem persinyalan elektrik yang lama telah diganti dengan yang baru produksi PT Len Industri.
Operasional stasiun ini sudah dipindahkan ke bangunan baru berukuran lebih besar yang berada tepat di sebelah barat bangunan lama. Bangunan lama stasiun yang merupakan peninggalan Semarang–Cheribon Stoomtram Maatschappij (SCS) tetap dipertahankan, tetapi sudah tidak lagi digunakan.
Ke arah timur stasiun ini, sebelum Stasiun Brebes, terdapat Stasiun Bulakamba yang sudah tidak aktif sejak jalur ganda segmen tersebut dioperasikan.
Layanan kereta api
Berikut ini adalah layanan kereta api yang berhenti di stasiun ini sesuai Gapeka 2023.[5]
Untuk melihat daftar stasiun secara lengkap, dapat mengklik "(Kategori/Daftar)" pada masing-masing daerah atau pranala artikel. Templat ini meringkas daftar stasiun yang dioperasikan oleh KAI (hanya stasiun utama yang diswakelola oleh perusahaan induk) dan operator KA lainnya (hanya pranala).