Leiren ble opprinnelig bygget av tyskerne etter okkupasjonen som en transittleir for hærens feltartilleri, med rundt 40 bygninger som inkluderte forlegninger, hestestaller og tilfluktsrom. Med kapasitet til å huse 800 av de 10 000 tyske soldatene i Norge, spilte leiren en viktig strategisk rolle som både artilleridistribusjonssenter og forsvarspunkt i Festung Stavanger.
Etter krigen ble leiren overtatt av den norske hæren og brukt som oppsamlingsleir for russiske krigsfanger før den fikk ulike militære funksjoner.
Leiren er delt i to områder: Haugåsen, som er kjent for sitt godt bevarte "Waldlager" med tømmerhytter i skogsomgivelser, og Bulega, den nedre delen med garasjer, staller, ridevolter og mannskapsforlegninger langs en leirgate. Haugåsen ble parkmessig utformet av en tysk gartner med hjelp fra norske gartnere, mens russiske krigsfanger bygde veinettet og støttemurene.
I 2004 ble 17 bygninger på Haugåsen fredet, selv om flere av dem nå viser tegn til forfall. Området har fortsatt intakte strukturer som garasjebygg, veisystem, oppstillingsplass, porter, steinmurer, trapper og andre spor fra fortiden. Kulturmiljøet inkluderer et komplett Waldlager, et unikt eksempel på tysk militærleir fra andre verdenskrig. Den nedre delen, Bulega, ble delvis overført til Sandnes kommune, med krav om at nye bygninger må tilpasses det verneverdige krigsminnemiljøet. I dag fungerer Vatneleiren som hovedkvarter for Agder og Rogaland Heimevernsdistrikt 08, mens Sandnes kommune benytter nedre del som grovlager og miljøstasjon.