Oyama è un importante nodo ferroviario nella parte meridionale della prefettura di Tochigi, a nord del corridoio ferroviario dell'area metropolitana di Tokyo. La città ha una sola stazione ferroviaria intercity principale, Oyama Station, e JR East gestisce tutti i principali servizi passeggeri che la servono. Il ruolo ferroviario di Oyama deriva dall'incontro del Tohoku Shinkansen con la Utsunomiya Line, la Mito Line e la Ryomo Line.
I servizi ferroviari da Oyama includono treni Tohoku Shinkansen per viaggi a lunga distanza da nord a sud, treni regionali JR East sulla Utsunomiya Line, servizi della Mito Line verso est attraverso l'Ibaraki occidentale e servizi della Ryomo Line verso ovest in direzione del lato Gunma della regione del Kanto. Oyama Station è la principale stazione ferroviaria sia per i biglietti dei treni ad alta velocità sia per quelli regionali in città.
Le tratte ferroviarie da Oyama si dirigono verso sud in direzione di Tokyo, Ueno e Omiya, verso nord in direzione di Utsunomiya, Fukushima, Sendai e del Tohoku, verso est in direzione di Yuki, Shimodate e Mito, e verso ovest in direzione di Tochigi, Sano, Ashikaga e Maebashi. Prenota online i treni da e per Oyama su Rail Monsters.