Les Chemins de fer moldaves exploitent environ 1 100 kilomètres de lignes. Le réseau est à écartement large de 1 520 millimètres, héritage de la période soviétique. Les voies sont pour l'essentiel uniques et non électrifiées. Le trafic intérieur de voyageurs se limite à quelques relations, dont celle de Chisinau à Ungheni. Les suspensions temporaires de dessertes sont fréquentes.
Le train de nuit Prietenia circule entre Bucarest et Chisinau. Il quitte la capitale roumaine en début de soirée et arrive le lendemain matin, après une quinzaine d'heures de trajet. Un automoteur diesel relie par ailleurs Chisinau à Iasi, en Roumanie. Vers l'est, le train Besarabia dessert Kiev, et la liaison avec Odessa a repris après plusieurs années d'interruption.
Les circulations vers la Russie ont cessé après l'invasion de l'Ukraine, ce qui a supprimé les trains vers Moscou et Saint-Pétersbourg. Les relations avec l'Ukraine ont connu de longues interruptions depuis 2022 et restent soumises aux conditions de sécurité. La fréquence du train de Iasi varie selon la disponibilité du matériel moldave, avec des périodes réduites à trois circulations hebdomadaires.
Le rail convient surtout au voyageur qui gagne d'abord la Roumanie. Depuis la France, l'itinéraire complet suppose un enchaînement de trains de jour et de nuit jusqu'à Bucarest, ce qui demande deux à trois jours. Le train de nuit vers Chisinau évite ensuite une nuit d'hôtel. Le passage de l'écartement standard à l'écartement large s'effectue à Ungheni, où les voitures sont soulevées pour un changement de bogies. Cette opération se déroule de nuit et allonge l'arrêt frontalier.
Le billet entre Bucarest et Chisinau se situe entre trente et cinquante-cinq euros selon le type de couchette. Le train propose des compartiments de deux places en première classe et de quatre places en seconde. Les tarifs intérieurs moldaves restent très bas. La vente se fait aux guichets des gares et sur les sites des compagnies roumaine et moldave.
La gare centrale se situe à l'est du centre-ville, à faible distance à pied des principales rues commerçantes. Elle regroupe les guichets, une consigne et un point de restauration. Une gare routière fonctionne à proximité immédiate, ce qui facilite la correspondance vers les autocars régionaux.