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.
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.