La notice rédigée en 1864 par l'ingénieur Lucien-Hippolyte Vertray et validée par l'ingénieur en chef Adrien Ruelle, tous deux de la compagnie du PLM (Paris - Lyon - Méditerranée), ne prévoit qu'une gare entre Andelot-en-Montagne et Champagnole : celle de Vers-en-Montagne. Sa composition est approuvée par la décision ministérielle du 25 novembre 1865 : " un bâtiment pour les voyageurs, un pavillon pour lieux d'aisances, un trottoir de 4 m de largeur sur 100 m de longueur, une halle à marchandises de 15 m de longueur sur 12 m de largeur, suivie d'un quai découvert de mêmes dimensions ". Pour cette gare, classée en 5e classe, les bâtiments doivent être " exécutés conformément à des types qui ont été approuvés antérieurement par l'administration supérieure pour les lignes du Jura " : en fait, le bâtiment des voyageurs se rapproche du plan type du PLM de " Bâtiment des voyageurs pour Station de 4e classe ", annexé à la circulaire ministérielle du 26 avril 1880 ; son entrepôt, au nord, est du type " Halle à marchandises de 12 m de largeur ". Comme l'ensemble de la section, la gare est bâtie entre juin 1865 et le 14 juillet 1867 (date de l'inauguration de la ligne), peut-être par l'entrepreneur Guichard. L'installation d'une grue roulante de 10 tonnes est autorisée en août 1913, à la demande du PLM et pour permettre l'expédition des grands bois, et celle d'un pont-bascule de 32 tonnes en mai 1922. Le bâtiment des voyageurs est par la suite agrandi au nord par un édicule en rez-de-chaussée et l'entrepôt prolongé, sur le quai découvert, par un hangar métallique des Ets Waltefaugle (Dampierre-sur-Salon, Haute-Saône). Désaffectée durant le 3e quart du 20e siècle, la gare est vendue en 1992 à un particulier, qui utilise l'entrepôt pour stocker engrais et matériel agricole.