Железная дорога является одним из основных видов транспорта, осуществляющих перевозки грузов в российские порты, по которой доставляется около 48 процентов грузов, поступающих в порты Каспийского бассейна без учета трубопроводов. Общая протяженность ближних и дальних железнодорожных подходов к портам Каспийского бассейна составляет 4,5 тыс. километров - 5,2 процента общей протяженности железнодорожной сети Российской Федерации.
В основном железнодорожное сообщение развито в Астраханской области и Республике Дагестан. Объем перевозок в этих регионах по итогам 2016 года составил 6,9 млн. тонн и 7,8 млн. тонн соответственно. В Республике Калмыкия железнодорожный транспорт развит слабо, доставка грузов по железной дороге практически не осуществляется.
В 3 портах Каспийского бассейна существует значительный перекос в сторону экспорта товаров, поставляемых по железной дороге. В 2016 году их объем составил 1175,8 тыс. тонн, что на 7 процентов больше, чем годом ранее. При этом доставка импортных грузов по железной дороге практически не осуществляется, за тот же год она составила лишь 0,1 тыс. тонн.
Наиболее загруженными железнодорожными маршрутами в настоящее время являются непосредственно подъезды к указанным портам, где средняя загрузка железнодорожной инфраструктуры оценивается в 91 процент. При этом есть участки, которые работают с перегрузом, причем такие места встречаются как на Приволжской железной дороге, ведущей из г.Астрахани в центральную часть России, так и на Северо-Кавказской железной дороге, соединяющей г.Махачкалу с другими столицами субъектов Российской Федерации, входящих в состав Северо-Кавказского федерального округа.
Наиболее "узкие места" расположены на Северо-Кавказской железной дороге, где их загрузка в некоторых местах превышает 100 процентов. Так, участок Кущевка - Лиски загружен на 137 процентов, а Тихорецкая - Гумрак - на 121 процент. На территории Приволжской железной дороги имеется несколько участков, где уровень пропускной способности близок к 100 процентам (Верхний Баскунчак - Урбах (99 процентов) и Волгоградский узел (98,3 процента).
В настоящее время открытое акционерное общество "Российские железные дороги" реализует ряд проектов, направленных на увеличение пропускных и провозных способностей железнодорожной сети, в том числе и подходов к портам Каспийского бассейна, рассчитанных до 2020 года. Реализация проекта проходит в 2 этапа. На первом этапе ведется строительство вторых путей на участке Трубная - Ахтуба (общей протяженностью 126,3 километра) с удлинением приемоотправочных путей прилегающих станций и строительством моста через р.Ахтубу. В рамках второго этапа намечена электрификация участка Трубная - Аксарайская. Реализация этих проектов поможет разгрузить подъезды к указанным портам и создать дополнительные мощности для роста проходящего через них грузопотока.