Kocaeli leży na głównym wschód-zachód korytarzu kolejowym Turcji między Stambułem, Ankarą i centralną Anatolią. Prowincja ma kilka stacji pasażerskich, z Izmit i Gebze jako najważniejszymi dla ruchu dalekobieżnego. TCDD Tasimacilik obsługuje szybkie pociągi YHT oraz połączenia regionalne przez Kocaeli, czyniąc miasto praktycznym przystankiem między siecią kolejową Stambułu a śródlądową Turcją.
Pociągi z Kocaeli obejmują połączenia YHT na korytarzu Stambuł-Ankara, pociągi dalekobieżne i regionalne wzdłuż trasy Marmara oraz kolej podmiejską Marmaray w Gebze dla połączeń przez Stambuł. Stacja Izmit jest główną stacją kolejową centralnego Kocaeli, natomiast stacja Gebze łączy zachodnią część prowincji z usługami kolejowymi po stronie Stambułu.
Trasy kolejowe z Kocaeli biegną na zachód w stronę Stambułu, na wschód w stronę Sakaryi i Ankary, na południowy wschód w stronę Eskişehir i Konyi oraz wzdłuż przemysłowego korytarza Marmara przez Gebze i Izmit. Kluczowe miasta docelowe to Stambuł, Ankara, Eskişehir, Konya, Sakarya i Bilecik. Zarezerwuj pociągi z i do Kocaeli online w Rail Monsters.