Shimonoseki to kluczowe miasto kolejowe na zachodnim krańcu Honsiu, gdzie linie z prefektury Yamaguchi łączą się z kolejowym przejściem Kanmon do Kiusiu. Miasto ma dwa główne dworce pasażerskie: Shimonoseki Station dla standardowych usług JR oraz Shin-Shimonoseki Station dla pociągów Sanyo Shinkansen. JR West obsługuje główną sieć po stronie Honsiu, natomiast usługi JR Kyushu łączą się przez cieśninę w kierunku Kitakyushu.
Połączenia kolejowe z Shimonoseki obejmują szybkie pociągi Sanyo Shinkansen w Shin-Shimonoseki, pociągi lokalne i regionalne na linii głównej Sanyo Main Line oraz połączenia na linii Sanin Main Line wzdłuż strony Morza Japońskiego. Shimonoseki Station to miejski przystanek dla pociągów konwencjonalnych, natomiast Shin-Shimonoseki obsługuje pociągi dużych prędkości i przesiadki między Shinkansenem a liniami lokalnymi.
Trasy kolejowe z Shimonoseki biegną na wschód do Shin-Yamaguchi, Hiroszimy, Okayamy i Osaki, na południe przez tunel Kanmon do Moji, Kokury i Hakaty oraz na północ wzdłuż korytarza Sanin do Nagato-shi i miejscowości regionalnych w prefekturze Yamaguchi. Zarezerwuj pociągi z i do Shimonoseki online w Rail Monsters.