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 francs.

Hình dáng nhà ga giống núi Langbiang hùng vĩ, với chiều dài 66,5m; chiều ngang 11,4m và chiều cao 11m. Nếu đem so sánh, kiến trúc Ga Đà Lạt tựa như nhà ga miền Nam nước Pháp với phần nhô ra từ nóc và thụt vào phía chân theo hướng thẳng đứng. Nhà ga có 3 chóp nhọn, tượng trưng cho núi Langbiang – đỉnh núi cao nhất vùng. Phía trước còn có mặt đồng hồ to ghi lại thời gian mà bác sĩ Alexandre Yersin đã phát hiện ra Đà Lạt.

Tuyến đường sắt nhà ga xây dựng từ năm 1932 là đường ray và đầu máy răng cưa. Tuyến đường sắt này dài 84 km và 16 km đầu máy. Lúc bấy giờ, đường ray răng cưa và đầu máy răng cưa được xem là độc đáo nhất thế giới. Vì phải lên Đèo Ngoạn Mục để có thể lên thành phố Đà Lạt. Tuyến đường sắt phải xây dựng qua nhiều hầm chui, phía sau phải có đầu tàu đẩy. Các kiến trúc đã xây dựng đường ray ròng rã suốt 10 năm và phải tốn chi phí cao gấp 2, 3 lần bình thường.

Đường sắt răng cưa Sông Pha - Đà Lạt được thiết kế theo kiểu Thuỵ Sĩ. Đường sắt có 3 đường ray. Một nằm giữa được thiết kế có răng cưa để tàu có thể leo dốc an toàn. Đây là kiểu đường sắt chỉ có ở Đà Lạt và Thuỵ Sĩ. Hiện nay, cả tuyến đường sắt Đà Lạt không còn dấu tích các đoạn răng cưa.[2]