Nan'yo leży w południowej prefekturze Yamagata przy korytarzu Yamagata Shinkansen, zapewniając miastu bezpośredni dostęp kolejowy do obszaru Tokio oraz do głównych stacji na trasie przez śródlądowe Tohoku. Miasto ma jedną główną dalekobieżną stację kolejową, Akayu Station, i jest obsługiwane przez JR East oraz Yamagata Railway. Akayu to kluczowa stacja kolejowa dla biletów na pociąg do Nan'yo i okolicznego obszaru Okitama.
JR East obsługuje połączenia Yamagata Shinkansen Tsubasa oraz zwykłe pociągi linii Ou Main Line przez Akayu Station. Yamagata Railway obsługuje linię Flower Nagai Line z Akayu w kierunku lokalnych społeczności w zachodniej części regionu Okitama. W Nan'yo nie ma dedykowanej kolejowej obsługi lotniska, więc pasażerowie kolei zwykle przesiadają się w Yamagata lub innych regionalnych punktach transportowych, aby dotrzeć na lotnisko.
Trasy kolejowe z Nan'yo prowadzą na południe do Yonezawa, Fukushima, Koriyama i Tokio, na północ do Kaminoyama-Onsen, Yamagata i Shinjo, a na zachód linią Flower Nagai Line do Miyauchi, Nagai i Arato. Zarezerwuj pociągi do i z Nan'yo online w Rail Monsters.