注：在罗湖永久车站启用前，由于接近中国深圳交界，其雏形可追溯至早年因四种不同情况，例如广九直通车开通前、广东省政局问题、第一次/第二次世界大战等等，而在罗湖设置的临时铁路车站。

永久车站正式启用

早年中国内地与香港两地居民可以自由通过边境，没有罗湖车站，列车亦不会于罗湖停留。中国政权更替后，九广铁路局于1949年10月14日宣布终止跨境列车服务，在罗湖再次设置终点站。乘客自此需要于罗湖车站下车，然后沿罗湖桥步行进入内地。当时车站并没有月台；售票处由一座旧铁路房屋改建而成，并在售票处及购票处设置3个小铝棚以保护乘客，位置处于山坡傍。为提供保护和更好的舒适。九广铁路局于1952年在罗湖站兴建一幢由高100米、34米“洛锡安式”棚和高36米、16米售票处组成的新建筑。同时建造了两个低月台，长550英尺。为有效管理出入境旅客，于1954年在车站兴建亭台，附设售票室及候车室，并有警员驻守。由于车站候车室狭窄及减轻旅客挤迫，当局将车站扩建，包括在车站河边空地填平，以兴建小型花园及加建2条上盖，于1957年竣工。

1965年8月1日，人民入境事务处从警务处接管罗湖管制站，并兴建以混凝土建成的新罗湖车站，取代原有车站，该建筑具有先进的票室设施和大型候车室；同时改建入境事务办公室，以便腾出更多的空间给乘客，并提供更有效的管理。为旅行者更加适合和方便，于向政府提交建议，要求对现有宿舍进行大量改建（相等于完全重建）。新车于1965年9月动工兴建，新车站占地4300平方呎（另一说法为4350平方呎），长200呎，上层设有站长室及办公室等；而地面则设有售票室、公共电话室、候车室、洗手间，顶篷长1,200平方英呎，覆盖乘客月台。而边境桥上的铝拱屋顶亦延伸至32英尺，使长度达152呎，以便从中国边境到入境事务办公室提供一条有盖的行人道。新车站于1966年3月22日开放予公众使用。

1966年12月，人民入境事务处开始重建罗湖管制站，包括通关通道，办公室和候车室，以及为员工提供休息室。

九广铁路局于1974年将军队哨站改建为人民入境事务处的离境大堂，同时建造一个约450平方英尺的混凝土路面，以用作乘客行李收集区。

由于车站不能容纳14节车卡，第二年决定耗资港币350万元扩建车站，将车站南面月台表面延长约500英尺（另一说法为兴建450呎）及加建5000呎上盖，以免候车乘客受日晒雨淋之苦。同时修建一条长100英尺的有盖通道，通往入境办公室的离境大堂以及月台天篷延长200英尺。

车站电气化

因应九广铁路电气化，以及应付日益增加的旅客，政府于1980年宣布耗资港币2亿6000万元重建罗湖车站。新车站四大特色是月台长度可容纳12节车卡的列车。列车的一半亦有上盖；车站可以安装自动售票机；亦设有餐厅、商店、票务室及员工室；洗手间亦有残疾人士专用的部份。车站设有3个月台，首2个是岛式月台，月台上是车站大楼，而第3个月台则供直通车及特别班次列车使用，所有月台都连接行人隧道。

铁路电气化工程进行期间，罗湖车站在1982年8月17日至19日暂停列车服务，并改为上水终点站。九铁于1983年接管近罗湖管制站的行人隧道，并增设月台以提升车站运转能力，第2个月台于同年12月18日启用。同时为增加旅客流量，决定在罗湖桥以东兴建两层行人天桥。

罗湖管制站

当局随后著手罗湖在兴建全新的管制站，作为铁路电气化工程计划之一，并耗资港元1亿7500万元兴建罗湖车站大楼，作为罗湖火车站重建工程第二阶段。车站大楼由瑞安建筑有限公司承建，造价达港元105,280,000元，包括兴建车站大楼、行人隧道、月台、月台上盖，以及其他辅助设施如出入境和海关柜位、警署、九广铁路公司办公室。车站设计容量可供约一万名旅客使用，附设酒楼、小食店、洗手间，以及新型行李处理设备，海关及出入境大堂更装设空调。

当时环境司指新车站特色是抵港及离港的旅客可以使用站内不同楼层，换言之出入境旅客会分开处理，经过宽阔的行人天桥横跨深圳河步行进入内地境内。罗湖桥于1985年6月13日进行剪彩仪式，并于6月14日率先启用，当时只开放其中一层予乘客使用。

全新罗湖车站大楼于1987年1月15日开幕，由署理港督钟逸杰（Sir David Akers-Jones）主持开幕礼，并于1月16日启用。车站大楼占地约5000平方呎，楼高6层，大堂设有小卖店、免税店、旅行社及4部自动售票机；出境和入境大堂各设11部闸机，每小时最高可分别处理6,600名及8,580名旅客；海关检查方面，出境大堂有10个，入境大堂则有24个。

车站扩建

罗湖车站大楼启用后，往来深港的旅客人数节节上升，政府旋即计划扩建车站大楼，并委托顾问公司研究第三阶段工程。路政署于1992年耗资2亿3000万元进行罗湖总站大楼第三阶段扩建工程，包括兴建车站大楼东南面扩建部份，增加离港大堂及抵港大堂面积，以增辟约1800平方米的轮候空间；改建和翻新车站大楼内部和附属设施，以及建造一条紧急通道。另外，九铁于1993年将车站有盖等候区密封，以便安装空调设备及增设摺椅，工程于1994年完成。

车站扩建部份在1994年12月竣工，并于1995年1月23日启用，旅客处理量由1万4,200名增加至2万6,000名；亦同时为入境事务处提供多72个柜台，而为海关检查则提供多30个柜台，此举令处理入境事宜的柜台总数增加至160个（92个为处理入境事宜，68个为处理出境事宜），而作海关检查的柜台总数则增加至64个（48个为处理入境事宜，16个为处理出境事宜）。一楼设有抵港大堂让人民入境事务处办理内地旅客的入境事宜，以及扩充车站售票范围，令乘客更方便及舒适。

当时车站设有1个岛式月台及1个侧式月台，大部分列车均使用2号及3号月台，而1号月台则供直通车通过罗湖车站，有时是用作“红磡至罗湖直通车”的落客月台。红磡至罗湖直通车是从红磡站离境月台出发，中途不停站直达罗湖的特别班次，当列车到达罗湖站1号月台后，车站职员会使用以下其中一种方法带领乘客前往离境大堂：

其他改善工程

港铁改善工程

罗湖站分为三个主要大堂，包括在岛式月台中部北侧的离港大堂（G）、抵港大堂（L1）以及票务大堂（L2）；为了方便人流管制，本站实行单向人流管制措施。车站内设有铁路免税店，供过境旅客购买烟、酒等课税品。

另外，罗湖站三个主要大堂共设有三个洗手间，其中票务大堂在付费区和非付费区均设有洗手间。

罗湖站离港大堂和票务大堂均设有车站商店，例如便利商店、面包糕饼店、糖果店、餐厅、外币兑换店以及旅客服务中心等。另外，罗湖站还设有自动柜员机和自动售卖机等自助服务。2017年12月起，车站大堂的其中一台自动售票机开始提供支付宝（包括内地版和支付宝HK）和微信支付购票服务。

步骤：月台→离港大堂（均位于G层）

当列车到达罗湖站，离港乘客须从岛式月台处落车并前往月台北端的离港大堂，惟乘客只能单向前进不能折返月台。乘客出闸后须经过香港海关，办妥出境手续后，将会经由一条横跨深圳河的行人天桥步行至深圳市的罗湖口岸联检大楼，完成中国内地海关（需要用回乡卡自助检查）及边防检查程序后，可离开大楼转驳市区公交车及深圳地铁1号线、发往广东省内的客运班车等交通工具，或者徒步前往深圳站乘坐广深城际动车组前往东莞及广州，以及乘坐从深圳站始发的普速列车前往全国各地。

出境行人天桥附近设有免税店，供过境旅客购买烟、酒等免税品。

步骤：抵港大堂（L2/L1（访港旅客））→票务大堂（L2）→月台（G）

反之，回港乘客则须经香港入境事务处及香港海关检查才能前往票务大堂。从大陆回港的旅客，经天桥抵达罗湖站后会先到达抵港大堂，办好入境手续后，必须前往位处上层的罗湖站票务大堂，购票（没有八达通者）和入闸后再按照票务大堂付费区内的列车抵站时间信息，由上而下前往1号月台或者4号月台乘车。

本站现时为西班牙式月台。抵站的列车会先开启2号/3号月台的车门落客，然后关门，再开启1号/4号月台的车门上客。这种设计被称作西班牙式月台布局。

自从2004年第二次扩展工程完成后，人流组织采用完全单向方式，列车一到达罗湖站，所有乘客必须落车并前往离港大堂，车站有职员强制乘客落车，不可以返回往金钟站等车站，必须出闸前往中国内地，故此当时一旦错误地前往罗湖，亦要先出闸过境，在深圳走回港通道，再入境香港才能再入闸乘坐回头车。在落马洲支线通车后，乘客如果于其他车站误乘往罗湖站的列车，可在本站直接乘坐反方向的列车，列车也有广播指可以坐回头车返回上水或落马洲。

同时，由于此月台布局的缘故，入境侧车站大堂设有两条通道分别通往1、4号月台，月台通道前设置闸门以控制人流。一旦乘客错过该班列车，则需要等候多十段较长达8分钟时间。

各月台之间原设有行人隧道相连，但现已封闭。

罗湖站为东铁线北面的终点站，连接广东省深圳市，亦是香港从陆路进入中国大陆的最重要及最繁忙关卡，平均每日有25万人次使用罗湖站。2005年使用罗湖站的乘客超过8600万人次。罗湖站为世界第二最繁忙的陆路过境口岸（于2011年被拱北口岸以9400万人次打破）。持有边境禁区通行证的人士或于罗湖学校就读的学生，亦可利用罗湖站前往罗湖村、沙岭或料壆村。这些人士如合资格，亦可申请“罗湖特价证”，享用以本地线收费结构计算的车费，而不需缴付较昂贵的跨境线收费。

由于来往本站或落马洲站的车资较来往其他车站相对地高出很多，例如，粉岭站来往上水站的成人八达通车资为3.7元港币，而上水站来往罗湖站或落马洲站的成人八达通车资为24元港币，同样只乘搭一个车站，但车费却昂贵逾6倍。本站的逃票问题非常严重，这些逃票人士包括部分经常往返粤港两地的平行进口货品携带者（俗称“水货客”）。2008年更有29名员工因上前截查，而遭逃票人士袭击受伤。2008年11月中，一名站务员在该站入境大堂闸口发现有数名乘客企图冲闸逃票，站务员见状上前截查，却遭对方拉扯衣服、推撞，而与对方同行人士更加入战团，对站务员拳打脚踢，多名站务员一度上前阻止。虽然港铁已通知驻站警岗，但警员要在事发后三、四分钟才赶至，警方拘捕了两名疑犯。因此，为防止乘客逃票，港铁于2009年3月至4月期间，将本站所有新式活板闸机更换为传统的转棍闸机，而少数几部阔闸机亦有职员把守，以防止多名乘客只缴付一名乘客的车资却同时通过闸机。

部分东铁线的港铁列车在本站清客后，便会暂停服务，返回何东楼车厂或前往罗湖编组站和上水屠房停泊。届时，有关列车广播会在进站前提醒所有乘客下车，列车抵站后只打开岛式月台那边的车门，不会打开侧式月台那边的车门。

虽然港铁并无公布每日上下车人次的资料，然而由于使用本站出入境来往深圳市的客量占了压倒性多数，以下列出由香港入境事务处统计的罗湖管制站全年过境旅客人次资料：

1998年8月31日，一条供应九广铁路罗湖站及上水泵房11,000伏特的地底电缆，于上水屠房地盘一项挖路工程中遭意外挖断，结果即时引致罗湖站月台电力（包括出入境大堂电力）中断，所有电脑无法处理出入境过关手续，令大批旅客被迫滞留于出入境大堂及月台上，情况至中午随着电力的全面恢复逐步得到改善。

深圳地铁1号线：罗湖站

广九铁路/九广铁路：深圳站

1949年10月14日广州解放前，因为中英边境可以自由通过，九广铁路通车时并没有罗湖站，列车亦不会停靠。

因应广州市及东莞县于1949年10月14日被中国共产党控制，香港九广铁路局于同日宣布终止跨境服务，并于罗湖设置终点站。乘客需要于罗湖站下车，然后要步行过罗湖桥进入中国大陆。由于罗湖站的设施比较简陋，而不能处理日益增加的过境旅客，所以于1981年增设行人天桥，并于1987年扩展车站，增设一号月台。

后来九广铁路为了防止乘客由上水站至罗湖站之间游荡，并于2004年完成罗湖站第二次扩展工程，把由抵港大堂至岛式月台之间的扶手电梯及楼梯拆除，并改建一号月台、扩建二、三号月台及增设四号月台。

2023年2月，港铁东铁线罗湖站已准备就绪重新投入服务。

九铁公司曾经研究安装月台闸门（两铁合并后由港铁公司继续研究），以减轻乘客坠轨的风险。但是部分车站月台弯度及空隙较大，乘客可能因为月台闸门关闭后被困于闸门与月台边缘之间的空间，以致有误堕缝隙而跌入路轨的可能性。因此，需要先安装月台伸缩踏板，于列车到达后，自动伸出以填补列车与月台间的空隙，以解决该问题，效果理想的话方能加设月台闸门。罗湖站成为月台伸缩板的试点，伸缩板的工程已经完成装设，分别于2009年4月14日至5月25日以及同年8月21日至10月15日试用，但是测试效果未如理想，列车抵达车站时，踏板需额外时间对认列车车门位置才可以开启，因此列车大可能因而延迟开启车门而影响乘客及班次。

2014年初，罗湖及落马洲站的过境客量近年持续上升，由2008年约9000万人次，增至2013年的逾1.1亿人次，增幅超过两成。港铁眼见罗湖站的铺租、广告收入等利润丰厚，正计划扩建站内现有的免税店外，更构思在车站加建四层高的免税店及仓库大楼，并会一并翻新车站大堂及月台等，拟打造罗湖站成为“免税城”，增加出售免税品的种类，料可吸引大批内地旅客到免税店购物，商铺租金收入亦会水涨船高。有关工程的顾问合约于2014年5月招标，设计连工程料需时四年。

2023年2月，入选“第七批中国20世纪建筑遗产”推介项目名录。