Semboku si trova sul corridoio ferroviario JR East tra Morioka e Akita, conferendo alla città un ruolo importante nell'entroterra della prefettura di Akita. La città ha diverse stazioni passeggeri, con la stazione di Kakunodate e la stazione di Tazawako che gestiscono il traffico intercity principale. L'Akita Shinkansen utilizza lo stesso corridoio, quindi i biglietti del treno per Semboku possono includere sia opzioni Shinkansen sia ferroviarie regionali.
I treni da Semboku includono servizi Akita Shinkansen Komachi, treni JR East locali e regionali sulla linea Tazawako e collegamenti verso la linea principale Ōu a Ōmagari. La stazione di Kakunodate è la principale stazione ferroviaria del centro di Semboku, mentre la stazione di Tazawako serve la parte orientale della città sul lato di Morioka della linea.
Le tratte ferroviarie da Semboku si dirigono verso est a Morioka e allo Tohoku Shinkansen, verso ovest a Ōmagari e Akita, e verso sud attraverso collegamenti regionali in direzione di Yokote. I viaggiatori a lunga percorrenza usano comunemente Kakunodate o Tazawako per Tokyo, Sendai, Morioka, Akita e Ōmagari. Prenota online i treni da e per Semboku su Rail Monsters.