Établie à 154 mètres d’alititude, la gare de Plounérin est située au point kilométrique (PK) 539,121 de la ligne de Paris Montparnasse à Brest entre les gares de Plouaret Trégor et Plouigneau. Elle était auparavant séparée de Plouigneau par la halte, aujourd’hui fermée, du Ponthou.
Au début des années 1900, la gare comprend un bâtiment voyageurs avec trois ouvertures en façade et un étage. Elle dispose de deux voies avec un passage pour passer d’un quai à l’autre, d’un abri de quai et d’une halle à marchandises avec un embranchement pour une voie à quai. La communication entre la voie 1 et la voie 2 est présente.
En 2011, la halte, qui n’a plus son bâtiment voyageurs (détruit), bénéficie de travaux d’amélioration et de réaménagement. Notamment un passage sous voies est aménagé pour permettre le changement de quai en sécurité et de nouveaux abris de quai (type TER Bretagne) sont installés.