Tomakomai es un importante nudo ferroviario de JR Hokkaido en la costa sur de Hokkaido, situado entre Sapporo, el aeropuerto de New Chitose, Muroran y Hakodate. La ciudad cuenta con una estación principal de pasajeros, Tomakomai Station, además de paradas locales más pequeñas en la Muroran Main Line, la Chitose Line y la Hidaka Main Line. Su papel ferroviario es regional, más que de alta velocidad, con trenes Limited Express y locales que enlazan la ciudad portuaria con el centro y el sur de Hokkaido.
Los trenes desde Tomakomai incluyen servicios JR Hokkaido Limited Express Hokuto en el corredor Sapporo-Hakodate, servicios Limited Express Suzuran en el corredor Sapporo-Muroran, trenes locales hacia Sapporo y Muroran, y servicios locales de la Hidaka Main Line hacia Mukawa. El acceso ferroviario al aeropuerto se realiza mediante transbordo en Minami-Chitose, donde los pasajeros conectan con trenes para el aeropuerto de New Chitose.
Las rutas ferroviarias desde Tomakomai avanzan hacia el noroeste en dirección a Sapporo y conexiones con Otaru, hacia el noreste a New Chitose Airport y Chitose, hacia el suroeste a Noboribetsu, Higashi-Muroran y Hakodate, y hacia el sureste a lo largo de la costa de Hidaka hasta Mukawa. Reserva trenes desde y hacia Tomakomai online en Rail Monsters.