Ансамбль железнодорожной больницы представляет собой комплекс зданий, имеющих историко-архитектурную ценность. Первое здание комплекса — хирургический корпус — было построено в 1871 году, а второе здание, ныне железнодорожная поликлиника, возведено в 1912 году. Одной из особенностей ансамбля является крестообразная форма одного из корпусов, что отражает типовые проекты больничных городков России конца XIX — начала XX века. В архитектуре комплекса заметны элементы неоклассического стиля, включая шестиколонный портик ионического ордера с фронтоном, рустованный цоколь и характерные оконные проемы. В период Сталинградской битвы здания были сильно повреждены, однако продолжали частично функционировать. Восстановление ансамбля осуществлялось с 1949 по 1955 год по проекту архитектора Красовского. Комплекс охраняется как памятник архитектуры регионального значения.