Le réseau moldave est exploité par Calea Ferata din Moldova (CFM). Il est à écartement large de 1 520 mm et n'est pas électrifié. Trois liaisons internationales seulement subsistent, plusieurs autres ayant disparu depuis 2022.
Le train de nuit Prietenia relie Bucarest à Chisinau tous les jours, en 13 h 30 environ, avec des voitures-lits à deux couchettes, des compartiments de quatre couchettes et un comptoir buffet. Un aller-retour quotidien rejoint la gare roumaine de Iasi-Socola en automotrice diesel, soit environ 4 heures avec les contrôles frontaliers. Le train de nuit Basarabia, exploité par CFM et Ukrzaliznytsia, dessert Kiev chaque jour.
Le train vers Odessa reste suspendu depuis l'invasion de l'Ukraine et les trains vers Moscou et Saint-Pétersbourg ont été supprimés. La desserte intérieure est presque inexistante, y compris vers Bender et Tiraspol, si bien que la gare de Chisinau ne voit guère que des trains internationaux.
Aucune liaison directe ne relie l'Europe de l'Ouest à Chisinau. Depuis Paris, Bruxelles ou Genève, il faut deux nuits et 2 ou 3 changements, en général par Vienne ou Budapest, puis Bucarest. Le trajet complet prend environ 2 jours, contre 3 heures d'avion, pour un prix souvent plus élevé. Le train se justifie donc pour le voyage lui-même, ou pour relier Chisinau à la Roumanie et à l'Ukraine.
À Ungheni, sur la frontière roumaine, l'écartement des voies change et les bogies des voitures sont remplacés, une opération d'une à 2 heures qui se déroule de nuit sur le Prietenia. Les contrôles de police et de douane se font à bord. Le matériel roulant est ancien, avec draps fournis, chauffage variable et prises électriques rares. Le buffet est sommaire et il vaut mieux emporter de l'eau et de quoi manger.
Les billets du Prietenia se vendent en ligne sur le site des chemins de fer roumains et sur celui de CFM, ainsi qu'au guichet international de Bucarest Nord. Au tarif normal, une couchette en compartiment de quatre revient à une quarantaine d'euros et une place seule à une cinquantaine d'euros. Les tarifs réduits achetés à l'avance descendent sous 30 euros. Le Chisinau-Iasi ne coûte que quelques euros.
La gare se trouve 1 Aleea Garii, à courte distance à pied du centre-ville. Elle fait office de point de passage frontalier et abrite une salle de douane et un poste de contrôle. Les guichets vendent les billets internationaux, mais les horaires évoluent souvent et une vérification auprès de CFM reste utile.