La gare de Cajarc est établie dans le cadre de la ligne de chemin de fer concédée à la Compagnie du Paris-Orléans, reliant Cahors à Capdenac. Cette station a été réalisée d'après des plans dressés entre 1879 (début des études définitives) et 1886 (ouverture de la ligne) par le service des ponts et chaussées.
D'après l'ingénieur en chef, Joseph Lanteirès, en charge de la ligne, tous les travaux devront être achevés trois ans et 10 mois plus tard, en vue de la mise en service en juillet 1886. La ligne est inaugurée le 14 juillet 1886, Lanteirès décèdera quelques mois plus tard à Cahors.
L'ingénieur ordinaire Jean Caillé est en charge de la direction des travaux pour l'arrondissement de Figeac jusqu'en 1883. À partir de 1885, l'ingénieur Eugène-Laurent Heurtault fait terminer les travaux d'infrastructure et fait exécuter les stations. La gare de Cajarc est construite par les entrepreneurs Cancalon et Blavy, très probablement à partir de 1885.
D'après le tableau des dépenses rédigé par l'ingénieur en chef en juin 1886, l'ensemble des coûts pour la station de Cajarc s'élève à 270 100 Francs dont 150 300 Francs pour la construction des bâtiments. La station conserve un abri de voyageurs, le dernier existant de la ligne, situé de l'autre côté de la voie. Le bâtiment des voyageurs est conçu sur le modèle de 3e classe comportant cinq travées d'élévation pour un coût de 70 700 Francs. Ce même modèle dit de 3e classe est utilisé pour la gare de la Madeleine (Capdenac).
Le surplus du coût de cette gare, comparée à celle de la Madeleine, tient compte des infrastructures hydrauliques supplémentaires présentes à Cajarc. Cette station conserve un château d'eau relié à deux grues hydrauliques servant à ravitailler en eau les locomotives à vapeur. Le réservoir était alimenté par une station de pompage près du Lot qui a aujourd'hui disparu. Cette dernière devait être semblable à la station de pompage de Saint-Géry toujours existante (IA46103023).
Les registres du service des chemins de fer indiquent que les signaux fixes, cloches électriques, appareils télégraphiques et autres sont installés dans les stations en 1885. Des cloches électriques seront de nouveau installées en 1902 (rapport de l'ingénieur en chef du contrôle de la voie et des bâtiments). Enfin, les registres des chemins de fer rapportent également que la gare de Cajarc a été équipée en 1886 d'un pont à bascule et d'une grue de chargement.
Une partie des bâtiments de Cajarc était occupée par Quercyrail® dans la seconde moitié du 20e siècle. Les toilettes et lampisterie, attestées par des plans et des cartes postales anciennes, ont disparu à une date inconnue. Ces toilettes-lampisteries sont plus vastes que les autres modèles rencontrés sur la ligne, pour un coût supérieur lui-aussi, évalué à 5 000 Francs. Lanteirès précise que le style ordinaire des toilettes-lampisteries a été agrandi.
Chercheur pour le Département du Lot depuis 2017. Conservateur des antiquités et objets d'art du Lot depuis 2019.