В настоящее время Тамбовский вокзал обслуживает как пригородное сообщение, так и поезда дальнего следования — на Москву, Петербург, Саратов, в черноморские курортные города, Мурманск и Новосибирск.

74-километровая рельсовая магистраль Тамбов — Козлов (с 1932 года Мичуринск) построена в 1868–1869 годах, а 354-километровый путь Тамбов — Саратов — в 1870–1871 годах. Тогда же в Тамбове появилось паровозное депо. Железнодорожное сообщение приблизило Тамбов к политическим и культурным центрам страны. По новым дорогам в столицы, в Поволжье и за границу пошла произведенная в регионе сельскохозяйственная продукция.

Дороги интенсивно эксплуатировались. По Тамбово-Саратовской рельсовой магистрали только за 1880–1882 годы, не считая других грузов, было перевезено 12,8 миллиона пудов ржаной муки и 12,1 миллиона пудов ржи. Общероссийский справочник за 1902 год сообщал: «Количество товаров, грузимых на тамбовской станции железных дорог, доходит до 19 мил. пуд., в том числе одни направляющиеся к западу хлебные грузы составляют 12 мил. пуд.».

В 1880–1890-х годах обе тамбовские дороги перешли в казну, а в 1891 году их объединили под названием Козлово-Саратовской железной дороги. В 1892 году акционерное общество Рязанско-Уральской магистрали, взявшее Козлово-Саратовскую дорогу в аренду, решило продлить ее до саратовского Камышина. Функционировать эта линия начала в 1894 году. Рязанско-Уральская железная дорога просуществовала до 1953 года, а после ее расформирования бывшая Козлово-Саратовская магистраль оказалась поделена между Юго-Восточной и Приволжской дорогами. В настоящее время по ней продолжаются грузовые и пригородные перевозки между Тамбовом и районами области, пассажирское сообщение с Балашовом Саратовской области и Камышином Волгоградской области. Дорога до сих пор не электрифицирована и работает на тепловой тяге.