Vooruitlopend op de aanleg van de staatslijn Tilburg – Eindhoven en de aansluitende lijn vanuit Den Bosch laten de Staatsspoorwegen al verschillende stationsgebouwen neerzetten. Het stationsgebouw van Boxtel is in 1863 gereed en wordt in mei 1865 tegelijkertijd met het eerstgenoemde baanvak in gebruik genomen. Het dorp krijgt een standaardstation van het type vierde klasse. Het hoge rechthoekige gebouw kent een enigszins verhoogd middendeel met puntgevel aan zowel straat- als perronzijde. Het zogenaamde Waterstaatstation is zeven jaar na de opening alweer vervangen door een nieuw stationsgebouw. Het nieuwe gebouw komt op een nieuw breed eilandperron en kent een hoog middendeel en twee opvallend lange lage zijvleugels. Aan de zijde van het dorp heeft het middendeel een kleine puntgevel. Langs het hele gebouw is aan beide zijden een luifel aangebracht. Aan de zijde van het dorp komt de marquise die oorspronkelijk op het stationsgebouw Vlissingen-Stad zit en komt aan de andere zijde de luifel van het opgeheven station van de Staatsspoorwegen in Utrecht. In 1890 is de linkervleugel verlengd met toiletruimtes.
Het stationsgebouw is in 1998 gesloopt om ruimte te maken voor de uitbreiding van het emplacement. Hierbij krijgt Boxtel een tweede eilandperron. Beide perrons zijn via een brede, grotendeels glazen traverse verbonden met beide zijden van het emplacement. Aan de zijde van het dorp komt een ruim opgezet rechthoekig ontvangstgebouw. Het grootste deel van het bakstenen gebouw is in gebruik als fietsenstalling. Ook is er een wachtruimte aan de straatzijde. Het nieuwe stationsgebouw is in 2000 in gebruik genomen.
Op de foto boven dit artikel de voorzijde van station Boxtel op 9 augustus 2014.