長野駅
乗り入れ路線
JR東日本の北陸新幹線と信越本線、しなの鉄道の北しなの線、長野電鉄の長野線が乗り入れている。長野電鉄の駅には駅番号として「N1」が付与されている。信越本線は長野県内は当駅が終点、北しなの線・長野線は当駅が起点である。
在来線については信越本線・北しなの線のほかにも、豊野駅を起点とするJR東日本の飯山線の列車が北しなの線経由で、また篠ノ井駅を終点とするJR東日本の篠ノ井線、および同じく篠ノ井駅を終点とするしなの鉄道のしなの鉄道線の列車が信越本線経由で乗り入れている。しなの鉄道の両路線は元々は信越本線の一部をなしており、当駅は信越本線の中間駅であった。北陸新幹線の開業に伴う並行在来線の経営分離により、1997年10月1日にしなの鉄道線の区間が移管され、次いで2015年3月14日の延伸開業により北しなの線の区間が移管され現在の形となった。
長距離輸送としては、当駅を始発終着とし名古屋駅までを結ぶ特急「しなの」、岡谷駅を経由して飯田線飯田駅までを結ぶ快速「みすず」、大糸線南小谷駅までを結ぶ臨時快速「リゾートビューふるさと」がある。
3代目駅舎（仏閣型）
1936年の善光寺御開帳の年に合わせて建てられた3代目長野駅舎は、撞木造りと唐破風を取り入れた日本風のデザインで、仏閣型駅舎として大社駅、奈良駅、二条駅などと並んで全国に知られていた。設計は城俊一、施工は佐藤組。鉄筋コンクリ—卜造だが、和風建築の造形美を出すために屋根の部分だけは木造だった。善光寺境内にあった如是姫像も同駅舎建設に合わせて駅前に移設された。1998年の長野冬季オリンピック開催に合わせて新幹線の開通が決まり、平成8年に4代目の橋上駅舎が完成し、保存要求もあったようだが、旧駅舎は取り壊された。このとき如是姫像も撤去されたが、観光振興のストーリー作りのため、のちに駅前広場に再び設置された。ありし日の姿は、映画『略称・連続射殺魔』（1969年）、『君よ憤怒の河を渉れ』（1976年） などで見ることができる。
貨物取扱・専用線
JR貨物の駅は専用線発着の車扱貨物の取扱駅であるが、2009年3月14日のダイヤ改正以降は貨物列車の発着がなくなっている。
2009年3月までは、駅北側から分岐する東京瓦斯保有の専用線に接続していた新潟燃商長野油槽所向けに、根岸駅から灯油などの到着があった。また、かつてはサンリン向けLPG輸送でも使用されていた。晩年は臨時専用貨物列車が篠ノ井駅から1本のみ設定され、積車を牽引し到着していた。返送列車は北長野駅へ向かった後、篠ノ井駅へ戻る形となっていた。
専用線発着以外の一般向けの車扱貨物は1968年まで行われ、善光寺口（西口）側商業地付近に貨物ホームがあった。コンテナの取扱に対応するため、北長野駅へ移設された。
バス路線
長野バスターミナルが駅から離れているため、アルピコ交通（長野支社）・長電バスが運行する長野市内のほぼ全ての路線バスが当駅前を発着する。