Ensimmäiset asiakirjamerkinnät Väimelan kartanosta on löydettävissä jo vuodelta 1590. Tiluksien päärakennus on nykyiseen muotoonsa rakennettu vuonna 1952.

Aikojen saatossa rakennuksista ovat säilyneet viljan puintiin käytetty riihi, viinatehdas, karjasuoja, työläisten talo, navetta, puutyöverstas, vilja-aitta, heinälato sekä meijerirakennus.

Kartanon puistoalue on peräisin 1700-luvulta. Puistossa kasvaa enimmäkseen lehmuksia, vaahteroita ja tammia. Väimelän alueella on kaksi järveä, Alajärve ja Mäejärve, joita yhdistää toisiinsa pieni oja. Alajärven eteläpuolella, Matussaaressa, sijaitsee Väimelan kartanonherrojen hautausmaa sekä vuonna 1885 rakennetun kappelin rauniot.

Viimeisin kartanonherra oli Bernhard von Loewen. Nykyisin kartanon ylläpidosta vastaa Võrumaan ammattiopisto. Rakennuksiin on lupa tutustua vain niiden ulkopuolelta.