La estación de Oberwinterthur fue abierta en el año 1855 con la apertura al tráfico ferroviario de la línea que unía a Winterthur con Romanshorn, del Schweizerische Nordostbahn (NOB). En 1875 se inauguró la línea Winterthur - Etzwilen, por parte del Schweizerischen Nationalbahn (SNB), que sería absorbido por el Schweizerische Nordostbahn (NOB), el cual a su vez se integró en 1902 en los SBB-CFF-FFS.
La estación se encuentra ubicada en el barrio de Oberwinterthur, situado en el distrito 2 de la ciudad de Winterthur. Consta de un andén central al que acceden dos vías pasantes. Existen además otras dos vías pasantes y un par de haces de vías muertas para dar servicio a una zona industrial. Al norte de la estación está la bifurcación en la que se separan las líneas hacia Etzwilen y Romanshorn. Una vez pasada la bifurcación, en la línea hacia Romanshorn hay unos talleres para el mantenimiento de unidades que realizan los servicios de cercanías de S-Bahn Zúrich.
La estación está situada en términos ferroviarios en las líneas férreas Winterthur - Etzwilen y Winterthur - Romanshorn. Sus dependencias ferroviarias colaterales son la estación de Winterthur, inicio de las dos líneas, la estación de Wallrüti hacia Etzwilen y la estación de Wiesendangen en dirección Romanshorn.
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