Bangunan stasiun yang terlihat sekarang ini berasal dari masa kemerdekaan karena bangunan lama peninggalan Belanda telah dihancurkan oleh tentara republik selama Perang Kemerdekaan Indonesia.
Stasiun ini awalnya memiliki tiga jalur kereta api dengan jalur 2 merupakan sepur lurus, tetapi jalur 1 sudah dibongkar sejak lama dan bekas jalurnya dijadikan taman kecil. Akhirnya stasiun ini hanya tersisa dua jalur saja dengan nomor sepur lurusnya diubah menjadi jalur 1 dan sepur beloknya menjadi jalur 2.
Ke arah barat stasiun ini, sebelum Stasiun Telawa, terdapat Halte Jetis yang sudah lama tidak aktif, tetapi bangunannya masih utuh.
Layanan kereta api
Pada Grafik Perjalanan Kereta Api tahun 2025 yang berlaku sejak 1 Februari 2025, Kereta Api Brawijaya (KA 37) rute Malang–Gambir dijadwalkan berhenti di Stasiun Karangsono untuk keperluan persilangan dengan KA Brawijaya (KA 38) rute sebaliknya. Dengan adanya pemberhentian ini, penumpang KA Brawijaya (KA 37) dapat turun di Stasiun Karangsono. Namun stasiun ini tetap tidak melayani penaikan penumpang.
