渭南北站总体布局首次采用正线下式设计，车站为4台8线“桥下式旅客站房”，即候车大厅及站房综合楼布置在下层，站台在上层。距地面高度7米，以高架方式设置南北入口联系南北广场，自南向北分成了四个空间，利用高架桥下部空间，旅客通道采用下进下出方式。

由于候车大厅设于桥下，会受到上层高速列车运行噪音影响，因此采用了高架桥桥墩支撑轨道梁、站台，候车大厅、设备房及辅助用房另采用框架结构，桥墩与站房基础完全分离。

候车大厅地面为减震结构，顶部、外墙等也采用了隔音设计，以有效减少行车噪音。