La gare de Barrême se compose d'un bâtiment voyageurs de 3e classe avec halle des marchandises accolée, d'un édicule pour les latrines, et d'un quai voyageur aménagé entre les deux voies. Ses bâtiments ont adopté les dispositions traditionnelles de ce type d'équipement : plan rectangulaire, deux étages (un rez-de-chaussée occupé par les fonctions commerciales et un étage par le logement du chef de gare), toits à longs pans couverts de tuiles plates mécaniques. Les traitements de façades sont caractéristiques des dispositions adoptées pour les gares de la section Digne - Saint-André : encadrements et couvrements en arcs segmentaires des baies dessinant une harpe alternant la brique et la pierre ; soubassement en pierre. Il existe une différence de traitement entre les soubassements du bâtiment des voyageurs et celui de la halle des marchandises. Les deux sont couverts d'un bandeau bouchardé, mais si le premier est en pierre de taille grossièrement hachurées, le second est en blocage de gros moellons. La halle des marchandises a une travée. Sa ligne atypique s'explique par la destruction de l'important avant-toit côté cour des voyageurs. Les corbeaux sur lesquels prenaient appui la charpente de ce débord ont été laissés en place. La gare de Barrême est une des rares gares de la ligne à avoir conservé en l'état le bâtiment de ses latrines. Elle se distingue également par son séquoia géant qui, comme en gare de Chaudon ou de Saint-André-les-Alpes, se dresse toujours près du bâtiment et de la cour des voyageurs. Ces arbres, dont la fonction de signal paysager s'inscrit dans une tradition séculaire d'aménagement du territoire par les Ponts-et-Chaussées, réservent un espace ombragé des plus agréables. Contre l'emprise de la gare de Barrême se trouve une ancienne distillerie de lavande qui se signale elle aussi de loin grâce à sa cheminée de briques.