Herrljunga är knutpunkten mellan Västra stambanan Stockholm–Göteborg och Älvsborgsbanan Uddevalla–Borås, den förstnämnda i öst-västlig riktning och den senare i nord-sydlig. Genomgående tåg på Älvsborgsbanan måste dock byta körriktning i Herrljunga då spåren från både söder och norr kommer in från öster till bangården, från Borås omedelbart öster om stationshuset och från Uddevalla något längre österut mittemot lokstallet. Vid stationshuset finns två plattformar, dels en södra närmast stationshuset mellan spår 1 och 3 med säckspåret 2 i östra änden, den används främst för trafik på Älvsborgsbanan, dels en plattform mellan spår 4 och 5, de två normalhuvudspåren. Tidigare hade Älvsborgsbanan ett spårkors över stambanans spår, men detta är nu ersatt av en växelförbindelse.