Net als vrijwel alle andere stations uit de eerste periode van de aanleg van spoorwegen door de Staat is ook Deurne aan Staatslijn E voorzien van een standaard stationsgebouw. Het dorp krijgt in 1864 een eenvoudig gebouw van het kleinste type, de 5e klasse. Het rechthoekige symmetrische gebouw heeft een hoog middendeel met puntgevel en twee korte zijvleugels. Op de benedenverdieping is ruimte voor de hal, wachtkamer, kantoor en opslag en op de bovenverdieping is een woning. De Staatsspoorwegen nemen het gebouw in 1866 tegelijkertijd met het baanvak Eindhoven – Venlo in gebruik.
Net als vrijwel alle andere stationsgebouwen van het type is ook dat van Deurne een aantal keer vergroot. Al in 1892 is het stationsgebouw met twee lage zijvleugels uitgebreid. In 1913 krijgt het middendeel een extra verdieping.
In 1965 is het gebouw weer verkleind. Hierbij is de volledige bovenverdieping gesloopt. In het midden krijgt het gebouw een wat hogere kopgevel. Elf jaar is het stationsgebouw is het stationsgebouw alsnog helemaal gesloopt.
Enkele tientallen meters ten oosten van het oude gebouw staat dan al een nieuw stationsgebouw. Het ontwerp van het zogenaamde plinttype is vooral eind jaren ’60 al in diverse vergelijkbare plaatsen toegepast en in 1976 nog eenmaal in Deurne gebruikt. Het rechthoekige gebouw bevat de noodzakelijke voorzieningen als loketten en een ruime wachtruimte en is grotendeels transparant. De gesloten bouwdelen zijn grotendeels met geglazuurde bakstenen uitgevoerd. Tussen het open en het gesloten bouwdeel komt aan de straatzijde een ogenschijnlijk losstaand geveldeel dat in sierverband is gemetseld. Het gebouw staat op een ‘zwevende’ betonplaat om de ruimte tussen straat- en perronniveau te visualiseren. Het platte dak van het station loopt uit in een royale luifel die de gehele betonplaat overkapt en zo tevens de verbinding tussen het stationsplein, het perrons en de toegang tot het gebouw.
Op de foto boven dit artikel de perronzijde van het stationsgebouw van Deurne op 12 juni 2021.