吕梁站主站房占地5906平方米，设计层高为二层，候车厅可容纳一千多人候车，设有11个售票视窗及1个残疾人视窗。该车站由集散广场和市民广场两部分组成。吕梁火车站站内共有6股车道，三个站台，开通时约有12对列车经过这里。

吕梁站能直达的主要火车站有北京西，天津，太原，石家庄，石家庄北，保定，唐山，秦皇岛，阳泉北，山海关，北戴河，衡水，沧州，邯郸，邢台，哈尔滨，长春，瀋阳北，大庆，齐齐哈尔，双城，公主岭，四平，铁岭，锦州南，葫芦岛北，郑州，开封，商丘，德州，新乡，安阳，鹤壁，西安，包头，呼和浩特，东胜，榆林，延安，西安，安康，银川，中卫，兰州，西宁，乌鲁木齐，宝鸡，重庆，成都，绵阳，广元，济南，泰山，徐州，南京，苏州，无锡，上海等。

吕梁火车站广场地区修建性详细规划日前在太原通过专家评审。火车站广场与在建太中银铁路吕梁火车站相配套。火车站广场的项目包括站前集散广场和市民广场两部分。集散广场和市民广场已建设完成。这座火车站建成后，结束了吕梁山区没有客运火车站的历史。

2011年1月11日，太中银铁路全线正式通车运营，成为西北地区通往华北地区最便捷的一条黄金通道。吕梁市民坐火车去北京最短需要7小时。每天有18对客车经过。

自2011年1月11日开通以来，截至2012年9月1日，吕梁火车站开通后的600天里，共安全接发列车60800列，累计传送旅客240万人次。

在开通后的半年时间里，车站全体工作人员克服了站前广场还处于开工建设阶段、吃住问题还没有完全解决、客运设施不完善、行车设备运行状态不稳定等多重困难的前提下，尽最大努力为广大旅客提供优质周到的服务，极大地缓解了吕梁的运输压力，受到旅客的高度讚扬，半年来收到旅客感谢锦旗4面，表扬信260多封。

2012年12月，太原铁路局（2017年底改称中国铁路太原局集团有限公司）太原车务段吕梁站紧紧抓住当前学生放假及元旦小长假的有利时机，加强调图后的行销宣传，积极组织增运增收，12月27日发售客票9860张，仅发售网订学生票就达6643张，完成客收38.6万元，为全段客运任务的完成做出了贡献。