Der 1910 errichtete Bebraer Wasserturm steht oberhalb des Bahnhofes. Er ist das Wahrzeichen der Stadt, die ihn 1985, ein Jahr nach seiner Stilllegung, von der Deutschen Bundesbahn erwarb. Einst war der Turm mit seinem kugelförmigen Stahlbehälter für 500 cbm Wasser für die aufwendige Versorgung der Dampflokomotiven notwendig gewesen. Er versorgte mit dem aus der Fulda hochgepumpten Wasser nicht nur die 15 Wasserkräne am Bahnhof, sondern auch dampfbetriebene Feuerlöschhydranten, Feuerlöschteiche, das Heizhaus und anderes mehr.

Im Inneren des Wasserturms kann man sich über dessen historische Nutzungen näher informieren. Außerdem befindet sich hier das Eisenbahnmuseum, das in Zeiten der ICE-Züge an die frühere Bedeutung des Eisenbahnknotenpunktes Bebra im Fernverkehr erinnert. Als eisenbahngeschichtliche Zeugnisse werden ein Fahrkartenausgabe-Schalter und ein Fahrkartenschrank aus der Zeit um 1900, ein Fahrdienstleiterplatz und ein Streckenblock mit mechanischer und elektrischer Verriegelung gezeigt. Außerdem sind Telefonanlagen, weitere fernmelde- und signaltechnische Gegenstände, eine Uhrenzentrale, Uniformen und Rangabzeichen zu sehen.

Während der Öffnungszeiten des Museums (für Gruppen auch nach Vereinbarung) verkehren im Viertelstundentakt Schmalspur-Museumseisenbahnen (Feldeisenbahnen mit 600 mm Spurweite) auf einer Strecke rund um das Museum sowie bis zum 900 m entfernten Haltepunkt „Weiterode-West“. Auf der letztgenannten Strecke wird demonstriert, wie Bergleute einst in die Grube einfuhren.
Zu den Museumsbahnen gehören sieben verschiedene Diesellokomotiven, ein Triebwagenzug, drei Untertage-Personenwagen (Grubenbahnwagen), ein Torfbahnwagen, zwei Kalihunte, verschiedene Güterwagen, Kipploren und der Bebraer Bimmelbahnzug.