旭川駅は、4面7線のホームを持つ地上駅。北海道内でも2番目の規模の駅です。1番のりばは駅舎直結で、2番のりばと3番のりば、4番のりばと5番のりば、6番のりばと7番のりば(富良野線ホーム)が同じ島にあります。各ホームは地下通路でつながっており、特急は1番〜3番のりば発着(原則としてスーパーホワイトアローは1番、ライラックは2番)。6番のりばと7番のりばは富良野線の列車専用で使われており、かつてSL時代の機関庫があった名残で駅本屋側の1〜5番のりばからは100mほど離れています。このほか、1番のりばと2番のりばの間に2本の貨物列車の待機線があります。最近までは5番のりばと6番のりばの間に旭川運転所から回送列車で直接富良野線ホームに入るようにするための側線が1本があったが、高架化工事に伴って側線が100メートルほど名寄・上川方面寄りに移設され、富良野線ホームには上位に富良野方面、下位に名寄・上川方面と2方向の出発信号機が設置されています。