Cette gare appartenant au réseau Transilien de la SNCF accueille essentiellement un trafic de banlieue et TER. Le trafic « grandes lignes » en direction de l'Ouest de la France a en effet été détourné par la LGV Atlantique depuis sa création en 1989. Seuls les trains à destination de Granville, les TGV Marseille-Saint-Charles - Le Havre, ainsi que les TER Centre transitent par Versailles-Chantiers. L'été et en période de pointe, il n'est pas rare d'observer des trains supplémentaires.
La gare des Chantiers, qui se trouve à l'intersection de la ligne Paris-Montparnasse - Chartres avec la Grande ceinture sud, est au centre d'une étoile ferroviaire à sept branches la reliant à :
La ville de Versailles est par ailleurs desservie par deux gares terminus : Versailles-Rive-Droite et Versailles-Rive-Gauche, reliées respectivement à Paris-Saint-Lazare et à Paris-Austerlitz (RER C).
À l'avenir, la gare de Versailles - Chantiers sera en correspondance avec une ligne de transport en commun en site propre reliant Pont Colbert (Versailles) à l’Hôpital Mignot (Le Chesnay), et passant par les gares de Versailles-Rive-Gauche et Versailles-Rive-Droite.
La gare de Versailles - Chantiers accueille plus de 55 000 voyageurs par jour. En termes de fréquentation, et hors de Paris, c'est la 2e gare d'Île-de-France après celle de La Défense.
La gare des Chantiers est une gare de passage disposant de huit voies à quai. Un hall voyageurs surplombant les voies transversalement permet d'accéder aux différents quais.
Le projet de restructuration de la gare de Versailles-Chantiers inscrit au CPER 2007 - 2013, doit intervenir en 2011.