Даўжыня чыгункі ў Віцебскай вобласці перасягае 1200 км. Асноўныя чыгуначныя вузлы – Віцебск, Орша і Полацк. Міжнародныя чыгункі, якія злучаюць Расію з Украінай, Польшчай, Літвой, праходзяць праз тэрыторыю вобласці.