Awal abad ke-19, NISM melakukan perbaikan stasiun-stasiun di jalur Semarang-Solo-Yogyakarta, termasuk Stasiun Klaten yang direnovasi sekitar tahun 1903.
Bangunan stasiun dibuat memanjang dengan fasad tengah yang lebih tinggi.
Overkaping juga ditambahkan di sisi peron, serta dibangun gudang di sisi timur stasiun.
Kemudian pada tahun 1990, Stasiun Klaten kembali direnovasi.
Atap bangunan tengah stasiun yang semula berbentuk pelana diubah menjadi atap prisma, dan beberapa ruang ditata ulang dengan fungsi baru.
Stasiun Klaten, yang memiliki sejarah sejak zaman Hindia Belanda, awalnya memiliki enam jalur kereta api.
Pada mulanya, jalur satu adalah sepur lurus.
Baca juga: 24 Kereta Api Beserta Rute yang Dapat Promo Tiket Murah Juli 2024
Setelah jalur ganda ruas Srowot-Ketandan dioperasikan pada tahun 2001 dan ruas Brambanan-Delanggu pada 15 Desember 2003, jalur satu menjadi sepur lurus arah Yogyakarta, sedangkan jalur dua menjadi sepur lurus arah Solo.
Jalur tiga menjadi tempat pemberhentian kereta api antarkota, aglomerasi, Commuter Line Yogyakarta, dan Kereta Api Bias.
Sementara Jalur 4, 5, dan 6 menjadi jalur parkir KRL.
Sekarang ini, wajah Stasiun Klaten masih kokoh berdiri dan semakin bagus dengan perawatan yang dilakukan serta penambahan berbagai fasilitas untuk memberikan pelayanan bagi pelanggan sesuai standar pelayanan minimal.
Stasiun Klaten sekarang tidak hanya melayani pelanggan kereta jarak jauh dan aglomerasi, tetapi juga melayani pelanggan kereta komuter.
Dari tahun ke tahun, jumlah pelanggan di Stasiun Klaten meningkat pesat.
Pada 2022, pelanggan yang naik turun di stasiun ini mencapai 1.015.835 orang. Kemudian, pada 2023, jumlahnya meningkat menjadi 1.420.117 orang.
Hingga Juni 2024, jumlah pelanggan di Stasiun Klaten sudah mencapai 875.073 orang, baik untuk kereta api jarak jauh maupun kereta komuter.