本原（もとはら）駅は、貨物ホームと区間列車用の留置線があるほかは目立った設備が無く、分岐駅としては最小限の配線である。手前の下原下との間が平均34.5‰、次の北本原との間は平均36.1‰という勾配区間にあり、駅のどちら側も40‰くらいの急坂だった。
スペースがないせいか下りホームと上屋の巾が上り側に比べて狭い。ホームの上田方階段を降りたところに踏板があり、乗客はここを歩いて両ホーム間を移動する。
上田～真田が本線扱いで、本原～傍陽間を往復する区間列車が多く、配線がシンプルなせいで列車の動きは複雑だった。真田行きの直通列車に接続するよう傍陽から来る列車は、数分早く到着するダイヤになっており、客を降ろして留置線に待避する。真田行きが出発してから、再び下りホームに移動して客を乗せて傍陽に向かう。真田から上田行き直通列車に接続するときも、やはり数分早く到着して待避。この駅で本線の列車交換がある際も同様である。
一日に数本だけ、上田～傍陽間の直通列車が走っていたが、その列車は本原～真田の区間列車と接続する。通常とは逆に、真田から来た列車が先にホームに入り、乗客を降ろした後で留置線に引き上げ。その後に直通列車が駅に入る。
本原駅の写真で、貨物ホーム（留置線）に停車している列車が見えるものが多いのは、貨物扱いをしているのではなくて、いったん乗客を降ろして待避するためである。
いずれの場合も、上り区間列車は上りホームからいったん本線（上田方）に出て下りホーム経由で待避していたようで、ホームを移動する乗客は列車の行き交う線路を横断することになり事故の危険がある。真田・傍陽方にあるポイントを両渡り線（シザーズクロッシング）にしておけば、ずっと分かりやすい安全な運用ができたはずだが、なぜそうしなかったのか謎である。
なお信号機は下りの場内と、下りの出発用しか位置が確認できていない。上りの場内信号は真田方と傍陽方の軌道が別れるあたりにあったようだが、正確な位置が不明である。
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