Công trình do hai kiến trúc sư người Pháp là Moncet và Reveron thiết kế. Người thi công công trình là thầu khoán Võ Đình Dung, với kinh phí xây dựng là 200.000 france .
Ga xe lửa Đà Lạt có hình dánh như núi Lang Bian hùng vĩ, với chiều dài 66,5m; chiều ngang 11,4m và chiều cao 11m, kiến trúc giống các nhà ga ở các tỉnh miền Nam nước Pháp, tức là có mái và hai đầu mái uốn vòm. Nếu nhìn từ phía bên hông ta sẽ thấy 3 mái nhọn nhô ra ở phía trên đầu rồi thụt vào ở phía chân, nhưng luôn theo kiểu thẳng đứng.Nhìn từ mặt trước, nhà ga có ba chóp nhọn tam giác tượng trưng cho ba đỉnh núi Lang Bian, còn các mái ngói ở chân tam giác ngoài xiên ra như chân sườn núi.

Đây là một công trình kiến trúc vừa duyên dáng vừa độc đáo, là sự kết hợp hài hòa giữa kiến trúc phương Tây với kiến trúc nhà rông Tây Nguyên, sự tuyệt mỹ của những đường nét họa tiết trang trí đã được nhà nước xếp vào hàng di sản.
Tuyến đường sắt của ga Đà Lạt dài 84km, trong đó xuyên qua 5 hầm rất dốc nên phải sử dụng hệ thống đường ray và đầu máy răng cưa dài 16km. Tuyến đường răng cưa này trở nên độc đáo nhất nước ta và của cả thế giới. Hàng ngày có 3 đội tàu: Tháp Chàm - Đà Lạt - Nha Trang; Tháp Chàm - Đà Lạt; Sài Gòn - Tháp Chàm - Đà Lạt đều đều lăn bánh. Đến năm 1972, khi chiến tranh trở nên ác liệt, tuyến đường sắt này buộc phải ngưng hoạt động.

Hiện nay, tuyến đường sắt Đà Lạt vừa khôi phục lại 7km để phục vụ khách du lịch. Du khách trong và ngoài nước đến đây tham quan rất đông, năm 1998 có 7.984 lượt khách, năm 1999 đón 8.446 du khách và năm 2002, chỉ 10 tháng nhà ga đã đón 7.375 khách, trong đó 3.060 du khách ngoại quốc. Ga Đà Lạt còn là nhà ga “cao nhất” Việt Nam , vì nó nằm ở độ cao 1.500m so với mực nước biển. Hiện nay, cùng với nhà ga Hải Phòng, ga Đà Lạt là nhà ga cổ kính nhất còn lại ở Việt Nam.