De Noordoosterlocaalspoorweg-Maatschappij laat aan het begin van de twintigste eeuw een groot aantal stationsgebouwen bouwen. Alle gebouwen zijn ontworpen door E. Cuypers en vertonen onderling grote gelijkenissen maar verschillen duidelijk van de traditionele stations langs andere lokaallijnen. Zo zijn ze asymmetrisch, opvallend hoog en zijn ze zorgvuldig vorm gegeven. Veel ontwerpen en varianten daarvan zijn in meerdere plaatsen gebruikt. Dalfsen krijgt in 1902 een hoog stationsgebouw met aan de straatzijde drie verspringende geveldelen van verschillende breedtes. Het ontwerp is voor een deel identiek aan het gelijktijdig gebouwde stationsgebouw van Ommen. Zo zijn het linker voorgeveldeel en het rechter achtergeveldeel gelijk. Het middendeel is in Dalfsen echter smaller. Het stationsgebouw krijgt een houten goederenloods die later is uitgebreid. De bovenzijde van de gevels krijgen een planken beschieting als versiering. De NOLS past het ontwerp de daaropvolgende jaren in aangepaste vorm toe in Mariënberg, Hardenberg, Gasselternijveen, Vriezenveen en Noordbroek.
Bij de verdubbeling van het baanvak Zwolle – Dalfsen in 1980 is het smalle eilandperron vervangen door twee zijperrons. Het stationsgebouw van Dalfsen blijft grotendeels in originele staat bewaard. De laatste stationsfuncties verdwijnen in 1997 en maken plaats voor een grand café. In 2017 is de buitenzijde van het gebouw zoveel mogelijk in originele staat teruggebracht.
Omdat Dalfsen zo’n vijf kilometer buiten het dorp al een stopplaats aan Staatslijn A heeft, krijgt het nieuwe station aan de lokaallijn naar Ommen bij de opening in januari 1903 de naam Dalfsen Dorp. In november 1904 wijzigt de naam van stopplaats Dalfsen in Berkum en wordt Dalfsen Dorp ingekort tot Dalfsen.
Op de foto boven dit artikel de spoorzijde van het stationsgebouw van Dalfsen op 8 oktober 2017. Enkele maanden eerder is het houtwerk van het stationsgebouw in de oorspronkelijke kleuren teruggebracht.