下北沢駅（しもきたざわえき）は、東京都世田谷区北沢二丁目にある、京王電鉄・小田急電鉄の駅である。駅番号は京王電鉄がIN05、小田急電鉄がOH 07。京王電鉄の井の頭線と、小田急電鉄の小田原線が乗り入れる、両事業者の共同使用駅である。京王井の頭線と小田急小田原線は当駅で立体交差している。後述する小田急線の地下化により京王が高架駅、小田急が地下駅となったが、地下化以前から両社線間の連絡通路には改札がない。これは、井の頭線が以前小田急系列だった帝都電鉄により建設された路線であり、戦時中、ともに小田急電鉄→東京急行電鉄（大東急）の路線となったものが、戦後になって京王帝都電鉄（現・京王電鉄）と小田急電鉄に分割された名残りである（歴史参照）。北口・西口は京王電鉄、南口は小田急電鉄の管理である。そのため、構内に掲示されている時刻表と運賃表は管理会社の様式となっている。また、構内の通路を介していずれの改札でも京王・小田急両社の乗車券類が使用可能となっている。島式ホーム1面2線を有する高架駅。吉祥寺寄りのホームの端は地表と同じ高さで、ホームのすぐ脇に踏切がある。西口はホームの出入口であり、改札フロアは地下となっている。トイレは西口改札外に男女共用のものが設置されている。車椅子などの利用には対応していない。また、エスカレーターやエレベーターは設置されていない。小田急線ホームの改良工事と合わせて現在コンコースの拡幅工事が行われており、完成後はエスカレーターとエレベーターが新設される予定である。隣の駅である池ノ上駅とは600m、新代田駅とは500mしか離れていない。2013年3月23日より地下化され、地下3階に島式ホーム1面2線を有している。このホームは複々線完成時には急行線ホームとなる予定であり、今後、地下2階に緩行線ホームの建設工事が行われる。京王井の頭線とは地上のコンコースを介して改札内で連絡している。
駅長所在駅で、成城学園前管区下北沢管内として、東北沢駅 - 経堂駅間の各駅を管理している。当駅の発車標は、地下化後にフルカラーLCD式に更新された。2013年3月22日までの地上時代は、方向別単式ホーム2面2線を有していた。下り線ホームは上下線の間に位置する。開業当初は島式ホームであり、現在の上りホームは後に設置されたものである。南口・北口と改札外コンコースとを連絡するエレベーターが設置されていたが、改札内コンコースとホームを連絡するエスカレーターとエレベーターは設置されていなかった。各駅停車も含む当駅を発車するすべての電車は「新宿駅へ先に到着する」と案内されていたが、朝ラッシュ時および輸送障害時は各停より後発の優等列車が先に同駅へ到着することがあった。これは、新宿駅地下ホームに到着時にホーム手前で停車し、その間に地上ホームへ向かう優等列車が先に到着する現象が起こるからである。2017年度完成予定の複々線化工事完了後には、緩行線が上層の地下2階、急行線が下層の地下3階となり（地下1階は機械室）、地下3層構造となる予定で、それぞれに島式ホームが設けられ、2面4線となる予定である。緩行線は開削工法、急行線はメガネ型シールド工法の構造となる。なお、街の回遊性を高めるため、世田谷代田駅寄りにも改札口が新設される予定である。ホームには新宿駅と同様の発車ベルが設置されているが、通常は使用せず、各方面の終電や輸送混乱時などに使用されている。京王電鉄の駅では新宿駅、渋谷駅、吉祥寺駅、調布駅に次いで、第4位である。2013年度と2014年度は京王、小田急ともに記録的な減少を記録した。各年度の1日平均乗降人員は下表のとおり。各年度の1日平均乗車人員は下表のとおり。最寄り停留所は徒歩数分の「下北沢駅前」で、小田急シティバスにより運行される以下の路線が発着する。当駅は駅前のスペースが狭小で駅前広場が整備されておらず、駅に近接する位置に自動車が乗り入れにくい構造となっているため、路線バスの停留所は駅から離れた位置に設置せざるを得ないなど、バス・タクシーなど他の公共交通との結節機能が脆弱な環境下にある。このため所在地の世田谷区では、小田急小田原線の地下化及び京王井の頭線の高架橋改築に合わせ、当駅において駅前広場の整備を予定している。これは地下化後の小田急線の鉄道敷地跡を活用して、駅南北の一体的な歩行者の拠点となるスペースを設けるもので、商業地における希少かつ貴重な空間として、駅周辺地区の商・住空間の向上、下北沢らしさの魅力を一層高めることを目指し、当駅周辺を広域生活拠点として整備する旨を目的としている。整備事業は2014年度中の完工を予定している。なお、駅前からやや離れて接続する計画の補助54号線については「補助54号線」、これらへの反対運動については「下北沢#下北沢駅周辺地区街づくり」を参照のこと。武蔵野台地の中で、特に沢が多かった地域の北側下流ということを受け、地名が「下北沢」となっていたことから。なお、行政地名としての「下北沢」は現存せず、当駅がある場所は世田谷区北沢である。かつての当駅周辺は下北沢村に属していた。

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