La estación de Payerne se abrió al tráfico en 1876, cuando se procedió a abrir el tramo de la conocida como Línea del Broye, por seguir el curso del río del mismo nombre, entre Palézieux y Murten, así como el ramal de Payerne a Friburgo.

Estas líneas fueron electrificadas entre los años 1944 a 1947.

La estación se encuentra ligeramente al sureste del centro del núcleo urbano de Payerne, aunque está integrada en él.

Cuenta con un total de 9 vías pasantes y 3 andenes, además de varias vías toperas y un pequeño depósito para el material.

El término habitual de esta línea está en Murten, pero algún servicio es prolongado hasta Payerne.