Ga Đà Lạt được xây dựng hoàn tất vào năm 1933 theo đồ án của các kiến trúc sư người Pháp là Revéron và Moncet.

Theo gợi ý của nhà cầm quyền Pháp thời bấy giờ thì nhà Ga phải hội đủ điều kiện kỹ thuật và mặt tiền của Ga phải thiết kế như thế nào đó để cho hành khách khi lên xuống tàu có cảm giác đây là một nhà Ga mùa hè. Nhưng sau khi vẽ đồ án Ga Đà Lạt, ngoài ý của chính quyền như đã nói trên, hai kiến trúc sư Revéron và Moncet đã đưa vào đồ án ý nghĩa ngộ nghĩnh của mình là muốn gợi cho du khách đến Đà Lạt ý niệm: dãy Langbiang với ba đỉnh cao đón mời du khách từ khi bước chân xuống tàu. Chiếc đồng hồ đặt trên “đỉnh núi” ở mặt tiền nhà Ga tượng trưng cho thời gian bác sỹ Yersin chinh phục cao nguyên Lâm Viên mà ông đã ghi trong nhật ký.

Mặt sau nhà Ga, từ dãy hành lang nhìn ra là một đường hỏa xa chạy dài tượng trưng cho chí phiêu lưu tang bồng của Yersin. Bên trong nhà Ga nhìn lên là cả một khoảng không gian rộng lớn với các góc cạnh, đường nét ngay hàng thẳng lối, vừa uy nghi cao cả, cũng như vừa chân thật, giản dị như chính cuộc đời của Yersin 

Ngoài ra việc thiết kế trần nhà theo lối vòm cao, xung quanh có các ô kính màu vừa để trang trí vừa để tăng cường chiếu sáng cho nhà Ga, phòng bán vé, phòng khách, phòng nhận hàng…tạo thành một dãy dài nên không án ngữ và làm vướng mắt du khách. Đứng trong nhà Ga người ta có cảm giác như đứng trong lòng dãy núi cao ấm cúng, vui vẻ, tiếng ồn vang vọng tạo ra ấn tượng mạnh mẽ sâu sắc khó quên trong buổi gặp mặt cũng như lúc chia tay.

Trên lớp tường đế bao quanh nhà Ga, ở chân cột trụ vòm cửa trước, cửa sau là những khóm hoa đỏ thắm, (một loài hoa có xuất xứ từ nước Pháp). Đứng ngoài nhìn vào ta có cảm giác như nhà Ga được đặt gọn trong một chậu hoa khổng lồ.

Về kiến trúc, nhà Ga Đà Lạt được thiết kế theo kiểu mái xuôi của vùng núi miền Trung nước Pháp - vùng Massif Central, nên mái đủ độ dốc như sườn núi và rất hợp với vùng có nhiều mưa như Đà Lạt giúp thoát nước nhanh, khó bám rêu làm bẩn mái. Xung quanh có các ô kính chạy để luôn luôn đưa ánh sáng từ các hướng vào phòng Ga, nhờ vậy không bị tối tăm khi không có điện. Ngoài ra nhà Ga còn mang nét đặc thù riêng của Đà Lạt đó là kiến trúc mặt trước của nhà ga lấy hình dáng đỉnh núi cao của dãy Langbiang làm biểu trưng, đồng thời gợi nhớ kỷ niệm về Yersin- nhà bác học có nhiều đóng góp to lớn trong việc khám phá và xây dựng thành phố Đà Lạt.

Tuyến đường tàu của ga Đà Lạt có chiều dài 84km. Trong đó xuyên qua 5 hầm có độ dốc khá cao nên cần phải sử dụng hệ thống đường ray và đầu máy răng cưa. Tổng chiều dài cần sử dụng thiết kế răng cưa là 16km. Tuyến đường sắt răng cưa từ ga Đà Lạt này dần trở thành một lối kiến trúc và thiết kế độc đáo của nước ta và trên thế giới. Ga Đà Lạt cùng ga Hải Phòng chính là những nhà ga cổ kính nhất còn sót lại ở nước ta.

Hiện nay, nhà ga Đà Lạt đi vào hoạt động như một địa điểm du lịch, chụp hình. Bên cạnh đó, nhà ga còn phục vụ nhu cầu du lịch chùa Linh Phước theo tuyến đường ga Đà Lạt đi Trại Mát dài 7km.