Nagaoka es un nudo ferroviario clave en el centro de la prefectura de Niigata, situado entre el corredor de Tokio, la costa del mar de Japón y las líneas regionales que atraviesan el interior de Niigata. La ciudad cuenta con una sola estación principal de pasajeros, Nagaoka Station, servida por JR East. Su papel ferroviario específico surge del encuentro del Joetsu Shinkansen, la línea principal Shinetsu y la línea Joetsu.
Los trenes desde Nagaoka incluyen servicios de tren bala Joetsu Shinkansen, trenes regionales en la línea principal Shinetsu y servicios locales que utilizan la línea Joetsu hacia pueblos de montaña y de valle. Nagaoka Station gestiona tanto billetes de tren de larga distancia como regionales, con servicios shinkansen que usan el eje Tokio - Niigata y trenes convencionales que sirven a ciudades cercanas de la prefectura de Niigata.
Las rutas ferroviarias desde Nagaoka van hacia el sur hasta Echigo-Yuzawa, Takasaki, Ueno y Tokio, hacia el norte hasta Niigata, hacia el oeste hasta Kashiwazaki y Naoetsu en el lado del mar de Japón, y hacia el interior hasta Ojiya y Tokamachi mediante conexiones regionales. Reserva trenes desde y hacia Nagaoka en línea en Rail Monsters.