建筑设计以“琅琊新驿、腾飞临沂”为设计理念，整体建筑造型以疾驰的高铁为意向，利用现代设计手法，运用流畅的曲线展现腾飞临沂的面貌，寄寓着城市高速发展的美好愿望，打造富有临沂特色的高铁新城枢纽形象。在总平面设计中，以高铁站房为中心的椭圆形，与周边四处国铁配套用房通过天桥联系，强调站房核心位置及功能，既层次分明又整体连贯，体现临沂市融汇四方的城市魅力。建筑室内形态设计寻求造型与结构的浑然天成，摒弃繁杂的装饰，候车厅吊顶与结构拱桁架走形结合设计，并通过条板、格栅的疏密排布，突出空间通透性和连贯性，将结构之美与建筑之美完整呈现，由内而外渗透出作品的独具匠心，并以此展现临沂追求卓越的城市气质。

候车厅顶面设计，采用了富有曲线美感的拱形穹顶；吊顶结合结构拱桁架走形，并通过条板、格栅的疏密排布，突出空间通透性和连贯性，各个界面（地面、墙面、吊顶）在各个空间中主次分明，各部分的色彩和线条尺量连续和一体化的设计，保证空间的总体风格，从而为旅客提供舒适的视觉氛围，营造人性化感受。

站前广场平面布局呈整体中轴对称，形意皆取自“沂蒙山水”，舒展变化的纵向曲线展现了“沂水”的延绵灵动，同时也隐喻了临沂市“两河三片”的独特城市格局。

截至2019年11月，临沂北站站房规模为4.8万平方米，配套用房2万平方米，建筑总面积为9.6万平方米；站场下部东西宽度约为240米，南北进深约为370米，中间城市通廊宽约100米。站前广场东西面宽483.7米，南北进深224.1米，总建筑面积约20.36万平方米，地下空间共计2层，约20万平方米。

临沂北站按站房可划分为主站房及两侧附属用房，主站房为跨线高架式，采用了自下而上的“上进下出”的模式，分为城市通廊层、站台层、进站层、候车层及商业夹层，候车层平台两侧的上方，可由阶梯连接到上层的旅客服务层；主站房两侧设有高架落客平台，而屋面采用钢桁架结构；站场下部架空设置城市通廊，两侧各设进出站通道。站前广场包含地下停车库、部分商业及配套用房，其东侧为长途汽车站点。

截至2019年8月，临沂北站站场规模为4台10线，其中，日兰高铁站场及预留的京沪二通道站场各为4台10线；途经该车站的铁路为日兰高速铁路。

临沂北站二楼于售票厅内设置自助售取票机、退票机及发票机，为乘客提供便捷。

临沂北站于进站集散厅设置了8条验证闸机，2个人工验证口，旅客根据手机APP完成人脸身份证核验，通过动态二维码进行“扫码进站”；同时，乘客亦可使用二代居民身份证、港澳台居住证、外国人永久居留证等刻度磁证件进行“刷证进站”。

临沂北站于候车室设有商务候车区、重点旅客候车区、军人候车室和母婴哺乳室，并设有第三卫生间、饮水处满足旅客的不同需求。

临沂北站于候车厅中央设置12306客服中心，为旅客提供咨询、办理退票、改签业务。

临沂北站地下设置了约3000个停车位规模的公共停车区域，同时配套约780平方米非机动车停放区域，并启用智能停车系统，实现车位信息采集、管理、查询、预订与导航服务一体化，旅客可以实时查询停车位资源并进行预订与导航服务。

截至2019年11月，临沂北站布设公交线路6条，分别为：

临沂北站在进口设大型壁画《万山红遍》，该画取自毛泽东的诗词《沁园春·长沙》中：“看万山红遍，层林尽染；漫江碧透，百舸争流”，以虚实结合的手法穿插军队冲锋，老百姓志愿前线等场景，站线沂蒙人民在党的领导下，顽强拼搏、不屈不挠的的革命斗争精神。

2019年11月26日，日兰高速铁路日曲段全线开通，为助阵高铁开通，增强旅客的体验感，增强出行的趣味性，中铁文化传媒鲁南分公司、临沂日报报业集团以“高铁开进沂蒙山”在临沂北站候车厅设置“复兴号”创意造型，分享高铁开通的喜悦。

临沂北站于候车大厅的12306问讯处，设有两台“小宝”机械人，备有8项功能，乘客可通过机械人进行人脸识别、语音对话或屏幕按键，进行车次、没事、景点、候车室情况的的查询。

2019年11月26日，为庆祝日兰高速通车，临沂北站举行开通仪式，并销售纪念邮票，其邮片印有临沂北站作为邮图。

临沂北站投入使用后，将成为中国国内一流、地级市最大的现代化高铁综合性交通枢纽，可实现高铁、城际、地铁、城市公交和出租车等诸多交通方式的“无缝对接”和“零距离换乘”，它的开通将改变山东鲁东南地区无高铁的历史，实现沂蒙老区人民的高铁梦想。（琅琊新闻网 评）