Toàn bộ khu vực ga nằm trên một khu vực bằng phẳng và rộng rãi. Nhà ga có chiều dài 66m, chiều rộng 11.5m, chiều cao đại sảnh 11m. Mặt bằng được tổ chức theo nguyên tắc gần như đối xứng qua một trục vuông góc với mặt tiền: một phòng lớn ở giữa (37m x 10m) và các phòng phụ nhỏ nối dài sang hai bên. Đây là một công trình có kiến trúc đẹp và độc đáo của thành phố Đà Lạt và của cả nước ta. Theo nhiều người, kiến trúc nhà ga là sự cách điệu của 3 đỉnh núi Langbiang hoặc nhà rông ở Tây Nguyên. Công trình được 2 kiến trúc sư người Pháp là Reveron và Moncet thiết kế, mang dáng dấp của các nhà ga ở miền Nam nước này: có mái cao và uốn hình vòm. Nơi đây được du khách nước ngoài biết đến là một nhà ga cổ xưa và thuộc loại đẹp ở Đông Nam Á vẫn còn sót lại. Chính vì thế, nhà ga thu hút đông đảo du khách trong và ngoài nước đến tham quan. Năm 2001, ga Đà Lạt được công nhận là Di tích Kiến trúc Quốc gia.