Selon Robert Salmon (1989), la station de Saint-Quentin-la-Motte-Croix-au-Bailly appartenait au second réseau de chemin de fer qui circulait de Woincourt à Ault en passant par Friville-Escarbotin, Tully, Béthencourt et Saint-Quentin-la-Motte-Croix-au-Bailly sur un parcours de 13,3 kilomètres. Cette ligne, ouverte en 1921, a été fermée en 1947.

Les cartes postales anciennes montrent un bâtiment de plan rectangulaire à étage, construit en briques et couvert d'ardoises. Le rez-de-chaussée, disposant de trois portes en façade et un porte en pignon (ouest), servait de salle d’accueil et de salle d'attente, ouvrant sur le quai par trois portes en façade nord. L'étage éclairé par trois fenêtres abritait un logement.

Les matrices cadastrales indiquent que le hangar de marchandise (établi à l'est de la gare contre le mur pignon) a été construit en 1926.

Comme le montre une photographie des années 1950, les rails ont été démontés et le bâtiment des voyageurs a été remanié pour être transformé en logement (porte en pignon murée et porte transformée en fenêtre).