通霄鐵道糧倉約建於民國49（1950）年前後，由早年臺灣省政府糧食局興建，作為農糧儲存使用，是戰後糧食倉儲及輾米設備的範例之一。現今通霄鐵道糧倉所屬建築群共有9棟建築，而其中的3棟，分別為儲存糧食局公糧倉庫第3號、雜糧倉庫和種子倉庫，因其保存狀況良好且後期沒有經過改建，可作為戰後糧食政策與糧倉建築的見證，民國99（2010）年被文化部指定為歷史建築。

通霄鐵道糧倉為一層矩形加強磚造的建築，矩形短邊為山牆式，屋頂為兩坡水式。建築在矩形長向牆面上有二處出入口，長向牆面側設有長廊。山牆面上設有窗扇及通氣窗。庫房外裝作水泥砂漿塗刷，但附屬建築部份則不作外裝，呈現鋼筋混凝土樑柱及紅磚牆之混合構造特色。附屬建築之屋頂為鋼筋混凝土斜頂，並設有突出之通氣窗。目前通霄鐵道糧倉庫現況已經廢置，建築群內除登錄為歷史建築的公糧庫房第3號及後期於東北側擴建之附屬建築外，仍保存三座公糧庫房及碾米場。現況庫房仍維持舊制，但三層之碾米工廠已經嚴重損壞，尚未進行相關修復。