Yamaguchi es un nudo ferroviario en el oeste de Honshu, situado entre los corredores ferroviarios de Kansai, Chugoku y Kyushu. La ciudad cuenta con dos estaciones clave para pasajeros: Shin-Yamaguchi para trayectos de larga distancia y la estación de Yamaguchi para el acceso regional al centro de la ciudad. JR West opera los principales servicios, incluidos los trenes Sanyo Shinkansen en Shin-Yamaguchi y las líneas locales por toda la prefectura de Yamaguchi.
Los servicios de tren desde Yamaguchi incluyen salidas de alta velocidad del Sanyo Shinkansen, trenes regionales en la línea Yamaguchi, la línea principal Sanyo y la línea Ube, además de conexiones locales hacia las zonas costeras e interiores de la prefectura. Shin-Yamaguchi es la principal estación de tren para los servicios interurbanos y de alta velocidad, mientras que la estación de Yamaguchi gestiona los trenes regionales de la línea Yamaguchi.
Las rutas ferroviarias desde Yamaguchi se dirigen al este hacia Hiroshima, Okayama, Kobe, Kioto y Osaka, al oeste hacia Kokura y Fukuoka, al norte por la línea Yamaguchi hacia Tsuwano y Masuda, y al sur hacia Ube y las comunidades costeras. Reserva trenes desde y hacia Yamaguchi online en Rail Monsters.