La raffinerie Mobil, construite dès les années 30 engendra un trafic marchandises valable jusqu'à sa fermeture en 1985 ; son bombardement par les Alliés occasionna de gros dégâts sur la gare et la ville de Frontignan. Elle est aujourd'hui remplacée par un dépôt pétrolier qui ne semble plus être relié au rail, une bonne partie des voies ayant été déferrées en 2011.
Au niveau du quartier "La Peyrade", à situé aux portes de Sète, un faisceau de voies a été construit. Durant de longues années s'y est trouvé un ferrailleur démolissant du matériel ferroviaire (BB 1500, 4600, voitures diverses, automotrices "standard" ex Etat), dont des machines à vapeur (141 R, 040 TX).
A noter que le déplacement de la gare semble avoir été envisagé au milieu des années 2000.
Du fait de la configuration particulière des voies, le bâtiment voyageurs est très spécifique, ayant une forme "en gradins" : côté voies, il se compose de six travées à un seul niveau construites dans un style typique du PLM, tandis qu'en contrebas côté rue il est également en rez de chaussée mais d'un style unique, hésitant entre néo classique et Art Déco, avec un auvent en béton. Un abri de quai et une halle à marchandises (aujourd'hui démolie) ainsi qu'une maison de garde barrière en sortie Est de la gare (direction Montpellier) complètent les installations.
La gare de Frontignan a une disposition atypique : la voie ferrée passe en talus en pleine ville avant de franchir un canal grâce à un pont situé immédiatement en sortie Sud (direction Sète) de la gare.
Les débord dédiés aux marchandises ont été remplacés par un parking au début des années 90, tandis que les voies desservant les entreprises embranchées (dont le ferrailleur ayant démoli de nombreux matériels roulants) ont été abandonnées à la même époque avant de disparaître. Seules les deux voies principales subsistent encore aujourd'hui.
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