0 - 4番のりばの頭端式ホーム3面5線を持つ。0番のりばは単式、1 - 4番のりばは島式ホームである。ホームは0番のりば（長さは6両分程度）を除いて当駅から東京駅・名古屋駅・京都駅・新大阪駅などへの長距離優等列車（代表的なものに、寝台特急のさくら・みずほ（かつてはみずほではなくはやぶさが当駅に来ていた）・あかつきがあり、さくらとみずほ（はやぶさ）は東京駅まで、あかつきは京都駅〈または新大阪駅〉まで1日各1往復走っていた）が多数走っていた名残で、かなり長くなっている。2番のりばと3番のりばとの間にホームのない中線が1本ある。1・2番のりばの上屋は木製である。このホームの端（浦上駅寄り）に運転取り扱いの建物がある。

かつて（浦上 - 長崎間が単線だった頃）は0番のりばのない島式2面4線であり、1・2番のりばは駅舎と直結し、3・4番のりば（国鉄時代は長崎港駅へつながっていた）と駅舎とは跨線橋でつながっていたが、1993年頃にホームを頭端式に変更し、ほどなく跨線橋が廃止され、同時期に0番のりばが増設された。従来線路が延びていた敷地は屋外駐車場へと転用され、のち2000年9月にアミュプラザ長崎が建設された。 2009年6月30日～8月31日の期間限定で、地元長崎出身のアーティスト福山雅治の楽曲「１８～eighteen」が発車チャイムとして使用されている。

ホーム西側には複数の側線が引かれ、旅客列車の留置線として使用されている。また、車両基地の長崎運輸センターも同地に置かれている。

• 2005年に廃止された寝台特急「さくら」、2008年に廃止された寝台特急「あかつき」はどちらも4番のりばから発車していた。
• 時間によっては、特急「かもめ」が0・1・3番のりばに到着することがある。
• 3･4番のりばにはキヨスクがあったが2009年3月31日に閉店し、ホーム上に売店はなくなった。