市営地下鉄が接続
島式ホーム1面2線から成る高架駅です。仙台市南側における仙台市営地下鉄との乗換駅で、長町新都心の玄関駅であるとともに、ここから北で旅客線と貨物線が分岐する拠点駅でもあります。すぐ脇を東北新幹線が走っています。
改札口および駅事務室は高架下に設けられており、その正面にコンビニ、両脇に出口があり、東西を自由に行き来することができます。
前述のように、旅客線と貨物線の分岐点であることを活用し、仙台駅で大規模な工事が行われる際には、この長町に長距離列車が臨時停車し、貨物線を経由して進むケースが見られます。
かつては、三角屋根を備えた小ぶりな木造駅舎が西口にのみ設けられており、駅の東側には貨物ヤードが広がっていました。これは、市街地にある仙台駅から貨物機能を分離するための措置でしたが、1961年6月1日に宮城野貨物駅が開業した後は貨物機能が縮小、1999年には長町機関区も廃止され、現在では「あすと長町」プロジェクトに基づく再開発事業が進められています。今の段階ではごく少ない高層建造物がぽつぽつ見られる程度ですが、数年度には大きく変貌するものと思われます。駅の西口は以前から大きな変化はなく、事務所やコンビニなどが多数立地しています。
かつては、秋保温泉に向かう秋保電気鉄道が分岐していましたが、1961年5月7日かぎりで廃止されており、今ではその面影はまったく残っていません。