Mit der am 19.06.1865 eröffneten Hauptstrecke Würzburg-Fürth ging auch der Bahnhof Kitzingen in Betrieb. Er ist der Ausgangspunkt der Steigerwaldbahn, jedoch seit 1945 nicht mehr mit dieser verbunden. Das imposante Bahnhofs- gebäude ist auch heute noch in gutem Zustand erhalten und wird als Warteraum genutzt. Ebenso befindet sich dort eine kleine Bäckerei und ein DB ServicePoint. In einem Anbau befand das Stellwerk für den Abschnitt Dettelbach-Mainbernheim. Das ehemalige Stellwerk befindet sich am Bahnhofskopf Richtung Würzburg. 
Mit den vier Bahnsteigsgleisen (davon ein Stumpfgleis) besitzt der Bahnhof gute Umsteigemöglichkeiten zum Busverkehr. Die umfangreichen Gütergleise sind heute schon Teils sehr kastriert. Neben der Seitenladerampe und einigen Abstellgleisen wurde vor kurzem ein neuer Park&Ride-Parkplatz angelegt, dazu wurde allerdings der marode Güterschuppen abgerissen, sowie die Ladestraße gekürzt.
Von den beiden gegenüberliegenden durchgängigen Gütergleisen zweigte eins die Hafenbahn ab. Sie viel in starkem Gefälle entlang des Bahndammes ab und führte neben Anschlüssen zu etlichen Firmen einige Kilometer am Main entlang – bis vor die Tore der Altstadt kurz vor der ehemaligen Mainbrücke nach Etwashausen.
Mit der Eingliederung des Bahnhof Kitzingen in das ESTW (Elektronisches Stellwerk) in der Betriebszentrale München ist der Bahnhof nun nicht mehr besetzt. Signaltechnisch wurde der Bahnhof allerdings sogar aufgerüstet. Gleis 5, von welchem die Hafenbahn abzweigte, wurde zum Hauptgleis hinaufgestuft und komplett saniert. Desweiteren haben alle 5 Hauptgleise in beide Fahrtrichtungen Ausfahrsignale bekommen. Von den ehem. Gütergleisen sind allerdings nicht mehr alle in Betrieb, diese werden nur noch für Bauzwecke genutzt.