车公庙站是深圳地铁1号线、7号线、9号线和11号线的一个换乘站，位于中国广东省深圳市福田区香蜜湖路西侧的深南大道地底，于2004年12月28日随1号线的开通而启用。车站设计以白色和橙色为主。
本站在深圳地铁三期通车后，成为深圳首个四线换乘站，即1号线、7号线、9号线、11号线的四线大型换乘枢纽站。
未来20号线通车后，车公庙站便会成为深圳市首个5线交汇的巨型交通枢纽。
车公庙站整体可分为三部分：1号线部分、11号线部分、9、7号线共用部分。1号线部分与11号线部分紧密相连，11号线站台布置在原有1号线站台南侧，均沿东西方向布置。7、9号线共用部分位于1、11号线部分以东，与1、11号线部分大致垂直。
本站设有卫生间，位于B出口旁及11号线站台。
车公庙站1号线部分位于深南大道下方，主体结构为单柱双层双跨结构与双柱双层三跨结构。采用暗挖法施工，总建筑面积12,288平方米。车站地下一层为站厅层，中间站厅为乘客办理进出站手续的集中活动场所，两端站厅主要布置管理用房和部分设备用房。车站地下二层为站台层，中间站台为乘客候车与乘车场所，两端布置设备用房，站台采用岛式站台，屏蔽门长136.5米。车站总长230.5米。
车公庙站11号线部分位于深南大道下方，位于1号线部分南侧，为地下两层结构，总长约369米，车站标准段宽26.8米，底板底埋深约18.35米。11号线采用岛式站台，有效部分长186米，总长414.3米，宽13.5米，为双柱结构。
11号线站厅平行布置于1号线站厅南侧，两站厅均位于地下一层。站厅相互独立，但之间相连通，乘客可通过站厅换乘。
7、9号线部分位于香蜜湖路西侧，为地下三层结构，总长315米，标准段宽41.3米，底板底埋深约25.5米。
7、9号线共用站厅位于地下一层，其北端与11号线站厅东端相连，并设有自动人行道以便换乘。
7号线和9号线设有跨站台换乘，提供东、西向同方向跨站台换乘。如乘客需要在7、9号线进行相反方向换乘，可利用自动扶梯／电梯到车站大厅和站台之间的换乘层换乘，不需要上两层到车站大厅换乘，节省时间。两个岛式站台均位于地下三层，沿南北向并排布置，5、7号站台位于西侧，6、8号站台位于东侧，主体面积总共约11,500平方米，总长315米，宽度均为11.5米。
本站有九个出入口。
车公庙站设计以白色和橙色为主，11号线部分为“无装修”设计，即墙面上没有任何涂料。
车站设有多组艺术墙。因应车公的历史背景，11号线的艺术墙以宋代为创作背景，包括《宋代科技》、《蚕织图》等。7、9号线换乘层设有两组艺术墙，分别为介绍车公的《车公历史》，及有关铁路历史的《轨道交通史》。
2004年12月28日，车公庙站随深圳地铁1号线开通而启用。
2013年7月，车站封闭C、D出口，并在早晚高峰采取客流疏导措施，以进行7号线、9号线、11号线的换乘通道兴建工程。
2016年6月28日，位于1号线站厅南方的11号线新站厅正式启用。
2016年10月28日，地下三层的7、9号线启用。
2017年6月13日，强烈热带风暴苗柏正面吹袭深圳，带来连场暴雨，深圳地铁车公庙站严重水浸，站厅一度水深至小腿，黄泥水像瀑布般沿楼梯涌往站台，本车站一度关闭，其间四条地铁线不停此站。
命名原因：该地原有壹间车公庙，该车公庙何时废圮已不可考。
深圳地铁20号线或会东延到市区，本站为其中一个规划中的车站，如有关计划落实，本站将成为深圳市内第一个5线换乘车站。
