Shimonoseki è una città ferroviaria chiave all'estremità occidentale di Honshu, dove le linee della Prefettura di Yamaguchi incontrano l'attraversamento ferroviario di Kanmon verso Kyushu. La città ha due stazioni passeggeri principali: la stazione di Shimonoseki per i servizi JR convenzionali e la stazione di Shin-Shimonoseki per i treni Sanyo Shinkansen. JR West gestisce la rete principale sul lato di Honshu, mentre i servizi JR Kyushu collegano l'altra sponda dello stretto verso Kitakyushu.
I servizi ferroviari da Shimonoseki includono i treni ad alta velocità Sanyo Shinkansen a Shin-Shimonoseki, i treni locali e regionali sulla Sanyo Main Line e i servizi sulla Sanin Main Line lungo il lato del Mar del Giappone. La stazione di Shimonoseki è la fermata ferroviaria cittadina per i treni convenzionali, mentre Shin-Shimonoseki gestisce i servizi dei treni proiettile e i trasferimenti tra Shinkansen e linee locali.
Le tratte ferroviarie da Shimonoseki si dirigono a est verso Shin-Yamaguchi, Hiroshima, Okayama e Osaka, a sud attraverso il tunnel di Kanmon verso Moji, Kokura e Hakata, e a nord lungo il corridoio di Sanin verso Nagato-shi e le città regionali della Prefettura di Yamaguchi. Prenota online i treni da e per Shimonoseki su Rail Monsters.