Lutherstadt Wittenberg ligger på stambanan Berlin - Halleipzig där den korsar Elbe norr om strömmen.
År 2017 är staden den centrala platsen för firandet 500 år reformation.

Inom kommunen har man sex persontågsstationer varav fem har Lutherstadt Wittenberg med i namnet.

Det var rätt tidigt att Wittenberg fick järnvägsanslutning, 1841. Då öppnade Berlin-Anhaltische Eisenbahn-Gesellschaft sin stambana mellan Berlin, Wittenberg, Dessau och Cöthen (det fanns flera städer som senare bytte C:et i början till ett K). Den första stationen låg på ett annat ställe men lär finnas kvar.
1859 kom banan över Elbe till Bitterfeld och ett nytt stationshus.
1875 öppnades banan till Falkenberg, två år senare byggdes det tredje stationshuset (som revs år 2015 i samband med att ett nytt byggs vid busstationen). 1890 kom den nästsista banan, en sidobana mot Pretzsch och Torgau som avgår i Pratau, strax söder om Elbe. En sista bibana öppnades 1911, den gick till den lilla byn Straach, en liten del av banan används som industrispår, resten har rivits.

Persontrafiken drivs mestadels av DB, fjärrtrafiken ser ICE-tåg Berlin - München samt några IC-tåg.
DBs regionaltrafik drivs mot Berlin med dubbeldäckare, annars endast med Talent 2-motorvagnar (nät MDSB II). Detta är söderut mot Bitterfeld och sedan vidare till, västerut mot Roßlau - Dessau, österut till Annaburg och Falkenberg.
Sidobanan till Bad Schmiedeberg trafikeras av det lokala bussbolaget, Vetter. Trafikhuvudmannen ville lägga ner persontrafiken december 2007. Därefter införde man ett försök: När efterfrågan är stort kör tågen, när den är mindre, bussar. Projektet slutade vid årsslutet 2014, sedan går det endast bussar till Bad Schmiedeberg. Under sommarmånaderna 2016 och 2017 gick det turisttåg med specialtaxa.