이 역에서는 안동역에서 출발하는 700번대 중앙선KTX-이음과 강릉역/동해역에서 출발하는 800, 840번대 강릉선KTX-이음이 하나로 연결되거나 분리된다. 상행 열차의 경우에는 중앙선KTX-이음열차가 먼저 도착해 승객들을 승하차 시키는 중 자동병결장치를 돌출하고 대기한다. 뒤에 오는 강릉선KTX-이음열차가 서원주역 구내에 진입하면 중앙선KTX-이음 열차는 잠시 출입문을 닫는다. 강릉선KTX-이음열차는 앞차와 2미터 정도 떨어진 상태로 도착후 전공일채 자동연결기 가림막을 열고 직원이 기기점검을 마친 후 무전지시를 한다. 강릉선KTX-이음열차는 시속 2Km/h이내로 진입하면서 중앙선KTX-이음 열차와 하나로 합병된다. 두 열차는 집전장치를 내리고 15초후에 두 열차의 뒷 쪽 집전장치가 올리면 두 열차의 출입문이 개방되면서 승객들을 승하차 시킨 후 정시가 되면 다음 정차역으로 출발한다.
반대로 하행 열차의 경우에는 강릉선KTX-이음 열차가 앞에 있고 중앙선KTX-이음 열차는 뒤에 연결되어 서원주역까지 운행된다. 도착 후 출입문이 열리면 승객들을 승하차 시키는 도중에 두 열차는 집전장치를 내리고 유압으로 분리작업이 잘 되는지 직원이 지켜본 후 무전으로 앞차에 분리양호를 알린다. 이후 선행 강릉선KTX-이음 열차가 집전장치를 올린 뒤 정시가 되면 문을 닫고 자동연결장치로 분리되어 출발한다. 뒤에 있는 중앙선KTX-이음 열차는 자동병결장치 가림막을 닫고 집전장치를 올린 뒤 문을 닫고 출발한다. KTX-이음은 1~6호차까지 있는데, 복합열차의 경우에는 1~12호차까지 있게 된다.[5]
