Der Endbahnhof Hochdorf ist Ausgangs- und Endpunkt der eingleisigen Nebenstrecke von Nordingen nach Hochdorf. Da die Strecke nicht elektrifiziert ist, wird auch der Bahnhof nur dampf- und dieselbetrieben. Auf der Strecke und im Bahnhof Hochdorf finden sowohl Personen- als auch Güterverkehr statt. Personenverkehr und Güterumschlag sind räumlich getrennt. In unmittelbarer Bahnhofsnähe liegen Abstell- und Gütergleise.
Obwohl der Bahnhof Hochdorf am Ende einer eingleisigen Nebenstrecke liegt, weist der Bahnhof umfangreiche Gleisanlagen auf. Neben dem Ein- und Ausfahrtsgleis liegt ein Auszieh- und Schutzgleis. Dieses verhindert das Entweichen rollender Wagen auf die abfallende Strecke. Von der Strecke kommend zweigen rechts zwei Stumpfgleise (Gleise 11 und 12) ab. Hier kann die Lok an einer kleinen Lokbehandlungsanlage wieder für die Talfahrt vorbereitet werden. Der Bahnhof besitzt zwei Bahnsteige mit drei Gleisen für den Personenverkehr. Hinter dem Bahnhof befinden sich einige Abstell- und Gütergleise. An einem Lagerschuppen erfolgt die Güterabfertigung an zwei Gütergleisen. An beiden können ebenerdig Waren und Güter umgeschlagen werden. Die ankommenden und abgehenden Güterwagen können auf drei Gleisen abgestellt werden. Die Anordnung der Bahnhofsanlage erfordern intensive Rangiermanöver der Güterwagen.