Hanamaki se encuentra en el centro de la prefectura de Iwate, dentro de la red de JR East, donde el acceso al Shinkansen se combina con el ferrocarril regional hacia el interior de Tohoku y la costa de Sanriku. La ciudad cuenta con dos estaciones principales de pasajeros: Shin-Hanamaki para el Tohoku Shinkansen y la línea Kamaishi, y la estación de Hanamaki para los trenes regionales convencionales. Esto convierte a Hanamaki en un práctico punto de transbordo entre trenes de alta velocidad y servicios locales en el norte de Honshu.
Los trenes desde Hanamaki incluyen servicios del Tohoku Shinkansen de JR East en Shin-Hanamaki, trenes regionales en la línea principal Tohoku en la estación de Hanamaki y servicios de la línea Kamaishi que conectan las dos estaciones de Hanamaki con localidades del interior y la zona del Pacífico de Iwate. Las dos estaciones son independientes, por lo que los pasajeros que hagan conexión entre el Shinkansen y el ferrocarril convencional deben comprobar qué estación de tren de Hanamaki aparece en el billete.
Las rutas ferroviarias desde Hanamaki se dirigen al sur hacia Kitakami, Ichinoseki, Sendai y Tokio, al norte hacia Morioka y conexiones con Aomori, y al este por la línea Kamaishi hacia Tono y Kamaishi. Reserva trenes desde y hacia Hanamaki en línea en Rail Monsters.