Московская окружная железная дорога – единственная в России транспортная система, построенная в 1903-1908 гг. на основе передового мирового опыта обеспечения устойчивой работы железнодорожных станций и узлов.

Станции МОЖД – уникальный архитектурный ансамбль, сочетающий приемы модерна с мотивами классицизма, викторианской готики и древнерусского стиля.

Станции были спроектированы коллективом из семи архитекторов под руководством главного архитектора дороги – А. Н. Померанцева – в едином стиле: из красного кирпича с белыми деталями – штукатурным декором из портландцемента и с высокими черепичными крышами с трубами для голландских печей.

Название остановочного пункта Потылиха происходит от слободы Тыла, которая к концу XIX в. стала дачным поселком Потылихой.

Железная дорога (ж/д) проходит через Потылиху по высокой насыпи (порядка 12 м), поэтому строительство полноценной станции для обеспечения связи Окружной и Московско-Брянской (ныне Киевское направление Московской ж/д) ж/д оказалось затруднительным. Для приема и отправления поездов Московско-Брянской ж/д использовалась станция Воробьевы Горы, а Потылиху эти поезда проходили без остановки. Однако маршруты следования этих поездов задавал дежурный по посту Потылиха, руководствуясь командами, подаваемыми дежурным по станции Воробьевы Горы. По существу, Потылиха являлась исполнительным постом станции Воробьевы Горы. Поэтому здание включает в себя пристройку на верхнем этаже – пост центрального управления стрелками и сигналами. Пристройка выделяется характерными чертами для этого технического объекта (арочные окна для наблюдения за прибывающими поездами и балкон, с которого контролировалось положение стрелок). При необходимости с балкона можно было подавать ручные сигналы машинистам поездов – флагами или фонарями разных цветов.

Вокзал Потылихи является самым высоким вокзальным зданием в Москве и насчитывает пять этажей. Он включает в себя весь комплекс помещений для обслуживания пассажиров, обеспечения работы исполнительного поста и проживания работников.

В здании был предусмотрен лифт, поднимавший пассажиров с первого на четвертый этаж, где находились пассажирский зал и выход к поездам.

Для перехода пассажиров от железнодорожных путей к центральному входу в вокзал служил элегантный металлический мост (демонтирован в 1940-х гг. в связи с окончанием пассажирских перевозок по Московской окружной ж/д и переводом здания вокзала в жилое помещение).