春日井は下り線が片面、上り線が島式の２面３線、上りホームの外側は使われてないので実質相対式になっている。また上り線の南側はヤードになっており、名古屋寄りの専用線に通じている。下りホームと上りホーム、南口は低い地下通路で結ばれている。下りホーム側の北口駅舎の前にはロータリーが整備され、手前がタクシーのりば、奥がJRバスのりばになっている。駅舎とそれらののりばは上屋でつながっている。ロータリーの真ん中にはサボテン生産日本一をアピールする看板、ロータリー周辺は中層の建物が多いが、少し奥まったところには10階建てぐらいのマンションが並んでいる。南口駅舎は北口に比べると小じんまりとしているが、味わいのある駅舎である。ロータリーは小規模のものの歩道は整備されている。周辺は雑居ビルのほか、一戸建て住宅が目立つ。
春日井を出てしばらく走ると、左手に神領電車区が広がる。神領はその脇にある２面３線、車庫の最寄だが、折り返し列車は朝入庫と夕出庫が１本ずつあるだけである。駅舎は上りホーム側、駅舎橋上化の工事中なので仮駅舎になっている。橋上駅舎化に接する駅前ロータリーは整備されていたものの、訪問時は歩道部分は未舗装で工事用車両が止っていた。周辺はマンションを含めて高い建物が少なく、住宅が並んでいた。
高蔵寺は３面５線、真ん中ホームの北側には線路がなく片面になっている。結果、名古屋方面が北側片面の１面２線、塩尻方面が島式という構造になっている。データイムを含め折返し列車が設定され、朝夕は下りホームからも名古屋方面への列車が発車する。駅舎は低い築堤の下、改札は地下の南北自由通路に面している。自由通路沿いにはパン屋など商店が並んでいる。南口には大きめのロータリーが整備され、バスのりばなどには長い屋根でつながっている。南口には、ガイドウェイバスのほか、JRバスが乗り入れる。北口はホームと同じレベルなので、自由通路からは階段を上がることになる。名鉄バスの乗り場が並列に並んでおり、地下自由通路と直接結ばれている。駅前広場から延びる通りは、丘の上にあるニュータウンに向かって緩やかに上がっている。
高蔵寺を出ると山岳地帯に入っていく。定光寺は下りホームが山の斜面に張り付いている相対式、ホームは緩やかに右カーブしている。出口は塩尻寄り、駅員は配置されておらずToicaの簡易改札があるだけである。上りホームからは直接、簡易改札のある場所に降りられるが、下りホームからは山の中の洞窟に入るように地下通路を経由しなければならない。また上りホームには名古屋寄りにも出口があり、谷の下にある狭い道につながっている。
定光寺を出ると、長いトンネルで岐阜県に入る。古虎渓は山に囲まれた相対式、下りホーム側に駅舎があり、両ホームは屋根なし跨線橋で結ばれている。跨線橋は駅舎と少し離れており、途中に短い上屋を挟む。券売機はないが、Toicaの簡易改札は整備されている。山に挟まれているもの、駅舎周辺には駐車場が整備されている。代わりに民家や商店はほとんどない。名古屋寄りには旧線跡があり保守車両が止めれるようになっている。
山岳地帯を抜け盆地に降りると、３面５線の多治見に到着する。現在、駅舎橋上化工事の最中で、仮設駅舎が上りホーム側に建っている。データイムは高蔵寺を上回る毎時３本が折り返し、セントラルライナーはここから各駅に停車する。そのため北側の太多線ホームから発着する中央線列車もある。駅前ロータリーは仮設駅舎を出て左側に整備され、商業施設やマンションが並ぶメインストリートにつながっている。駅舎の橋上化後はペデストリアンデッキで、商業施設とつながりそうな雰囲気である。
土岐市は上りホームが片面の２面３線、両ホームは名古屋寄りの跨線橋の他、塩尻寄りのエレベーター専用跨線橋で結ばれている。駅舎は２階建ての民衆駅という感じで、駅前広場より少しレベルが高い。駅舎の２階には観光案内所が入居していた。駅前からは、昔ながらのアーケード商店街が延びているが、人の姿はあまりなく商店も半数が閉じていた。
