La estación ff. cc. de Palencia se encuentra al norte de la ciudad, a escasa distancia del centro urbano. Su edificio para viajeros es una clara muestra del clasicismo francés con una estructura simétrica en forma de U compuesta por un cuerpo central dos alas laterales y dos anexos finales. Todo ello sobre dos plantas y con disposición lateral a la vía.
La estación de tren de Palencia forma parte de los ejes ferroviarios principales de Adif: la línea convencional Venta de Baños-Gijón y la línea Palencia-Santander, además de ser un nodo clave en la Línea de Alta Velocidad (LAV) Valladolid-Palencia-León.

ESPERANDO MI TREN EN PALENCIA:

Ante el frío de plata de la llanura,
la estación de Palencia
espera al viajero entusiasmada,
abre un ojo de luz y hierro,
bajo el reloj que marca el tiempo
espera el tren que cruza la espesura,
canta la máquina su viejo sonido de atento.

Rieles rectos que cortan el páramo
hacia el norte de brumas y piedra viva,
Palencia guarda el eco del andén grávido de misterio,
donde el viajero llega y la tarde esquiva.