館内2階に位置する「天然温泉 灯の湯 ドーミーインPREMIUM小樽」は、小樽駅前エリアでは希少な自家源泉を引いた本格的な温泉大浴場です。浴場内にはガス灯を模した柔らかな灯りとステンドグラスが配され、ノスタルジックな空間で贅沢な湯浴みを楽しめます。
泉質は「ナトリウム-塩化物・硫酸塩温泉（弱アルカリ性低張性温泉）」で、保温効果と美肌効果に優れ、湯冷めしにくいのが特徴です。内風呂、露天風呂（外気浴エリア）、寝湯、陶器風呂など多彩な浴槽が用意されています。
サウナ愛好家（サウナー）からの評価も極めて高く、本格的な設備が整っています。
- 高温ドライサウナ：室温約96〜98℃に保たれ、心地よいヒノキの香りが広がる本格派。テレビ付きでじっくりと発汗できます。
- 強冷水風呂：水温約13〜15℃に徹底管理されたキリッと冷たい水風呂で、サウナ後の毛穴を急速に引き締めます。
- 外気浴スペース：小樽の澄んだ外気を取り込むととのい椅子が設置され、心地よい風を感じながらディープリラックスへ導かれます。
さらに、ドーミーイン名物の湯上がりサービスとして、15:00〜25:00にはアイスキャンディー（モナカやフルーツバー等）、5:00〜10:00には乳酸菌飲料が無料で提供されます。大浴場と同じフロアには無料のマッサージチェアも配備されており、至れり尽くせりのリフレッシュ環境が構築されています。
