Kaminoyama est une halte ferroviaire dans le sud de la préfecture de Yamagata, sur le réseau JR East. La principale gare voyageurs de la ville est la gare de Kaminoyama-Onsen, située à la fois sur le Yamagata Shinkansen et la ligne principale Ōu. Son rôle est régional plutôt que métropolitain, reliant Kaminoyama à la ville de Yamagata, Fukushima, Tokyo et aux localités le long du corridor intérieur de Yamagata.
Les trains au départ de Kaminoyama comprennent les services Tsubasa du Yamagata Shinkansen et les trains locaux JR East sur la ligne principale Ōu. La gare de Kaminoyama-Onsen prend en charge à la fois les services longue distance à siège réservé et les trains locaux pour les trajets plus courts dans la préfecture de Yamagata. Kaminoyama ne dispose pas d’une liaison ferroviaire dédiée avec l’aéroport, donc les voyageurs en train transitent généralement par Yamagata ou d’autres gares régionales pour poursuivre leur trajet par voie terrestre.
Les lignes ferroviaires depuis Kaminoyama partent vers le sud en direction de Yonezawa, Fukushima, Utsunomiya, Omiya et Tokyo, tandis que les trains vers le nord continuent vers Yamagata, Tendo, Murayama et Shinjo. Les billets de train pour Kaminoyama sont utiles aussi bien pour les déplacements locaux dans la préfecture de Yamagata que pour les trajets JR East plus longs vers le corridor de Tokyo. Réservez en ligne des trains au départ et à destination de Kaminoyama sur Rail Monsters.