Здание состоит из кассового зала, зала ожидания, 9-этажного административно-гостиничного здания и багажного отделения. В 2003-2010 годах здание вокзала подверглось капитальной реконструкции и ремонту, в ходе которой были демонтированы старые коммуникации, а восточная часть вокзала (со стороны привокзальной площади) стала шире на 10 метров. В результате перепланировки в залах ожидания могут находиться порядка 1,5 тыс. человек в сутки. До реконструкции вместимость залов была в два раза меньше. Также на тюменском вокзале появились зал для приема официальных делегаций, комната матери и ребенка, кассовый зал для пассажиров пригородного сообщения, кафе. С зала ожидания на вторую платформу можно попасть по подземному пешеходному переходу, к остальным платформам ведёт переход через железнодорожные пути.