Une gare provisoire est inaugurée le avant que le bâtiment définitif ne soit construit, sur le modèle des gares parisiennes. À l'arrière, une grande verrière surplombe les quais pour protéger les voyageurs des intempéries. À l'avant, le parvis est ceinturé par des grilles qui seront supprimées au siècle suivant, en 1950, lors de la construction du monument de Raymond Poincaré[3].
Pendant plus d'un siècle, les trains sont à vapeur. Le premier train électrique entre en gare le , sur la ligne Paris - Metz via Bar-le-Duc et Lérouville[3].
Une plaque côté quais commémore les victimes de la guerre 1939-1945. En 1993, une autre plaque est apposée sur la gare côté rue en hommage aux victimes des persécutions du régime de Vichy[3].
Les 3 quais sont desservis par 5 voies. Ils sont protégés par une grande verrière. Un passage souterrain permet de traverser sous les voies et d'accéder aux différents quais.
À l'est de la gare SNCF se trouve une gare routière de 13 quais[9], utilisée par le réseau intermodal des transports de la Meuse (RITM), qui relie Bar-le-Duc aux autres grandes villes du département, et de celui voisin de la Marne, qui assurent le ramassage scolaire. Devant la gare, il existe un arrêt du réseau de bus TUB (Transports urbains du Barrois).
↑Gérard Blier, Nouvelle géographie ferroviaire de la France, t. II : L'organisation régionale du trafic, Paris, La Vie du rail, , 383 p. (ISBN2-902808-43-7, BNF35584445).
↑ abcd et eJean-Luc Flohic (direction) et al., Les patrimoines des communes de la Meuse, t. 1, Paris, Flohic Éditions, coll. « Les patrimoines des communes de France », , 608 p. (ISBN2-84234-074-4, BNF37193403), « Bar-le-Duc », p. 107.
↑François Palau et Maguy Palau, Le rail en France : Les 80 premières lignes 1828-1851, Paris, auteurs-éditeurs, , 217 p. (BNF35772084).