El nuevo edificio de viajeros, de 696 m2, se sitúa sobre la losa que cubre las vías, con dos andenes (210 m) que dan servicio a cuatro vías, dos de ellas destinadas al estacionamiento de los trenes de Rodalies.
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La estación prioriza la sostenibilidad, aprovechando la luz natural que llega a través de grandes lucernarios; y la accesibilidad, con dos ascensores que conectan el vestíbulo con los andenes, además de escaleras mecánicas y fijas e itinerarios señalizados para personas con discapacidad visual. Asimismo, cuenta con tres accesos: uno desde la pasarela de conexión con la estación histórica; otro desde el puente de la calle de Sant Adrià y un tercero desde la pasarela de La Maquinista.​​​​​​​​​​​​

El trazado definitivo de la línea de red convencional Barcelona-Granollers-Girona (4,3 km, de los que 2,8 km discurren soterrados) por el interior de la estructura de la futura estación de la Sagrera se inicia bajo el Nus de la Trinitat.

Tras un tramo al aire libre, se interna en túnel, con parada en la nueva estación de Sant Andreu, hasta llegar al interior de la estación de la Sagrera, donde aún no tendrán parada los trenes. Desde la estación de la Sagrera se le dará continuidad, también en túnel, hasta El Clot.​​​​​