ทางรถไฟสายหนองคาย–ท่านาแล้งเป็นส่วนต่อขยายของเส้นทางทางรถไฟสายชุมทางถนนจิระ–หนองคายของการรถไฟแห่งประเทศไทย โดยมีสถานีรถไฟหนองคายเป็นสถานีปลายทางของไทย เมื่อเดินรถผ่านกึ่งกลางของสะพานมิตรภาพไทย–ลาว 1 ก็จะเข้าสู่พรมแดนของประเทศลาว และมีสถานีรถไฟเพียงแห่งเดียวในประเทศคือสถานีรถไฟท่านาแล้ง[11]

แม้จะมีการเดินรถระหว่างประเทศก็ตาม แต่ที่ตั้งของสถานีรถไฟท่านาแล้งนั้นอยู่ไกลจากตัวเมืองนครหลวงเวียงจันทน์พอสมควร เพราะถ้าหากใช้บริการรถไฟก็ต้องใช้บริการรถโดยสารเพื่อเดินทางออกจากบ้านดงโพสีไปยังนครหลวงเวียงจันทน์อีกทอดหนึ่ง ดังนั้นการเดินทางด้วยรถไฟสายนี้จึงไม่ได้รับความนิยมเท่าใด[12]

ปัจจุบันประเทศลาวมีโครงการก่อสร้างส่วนต่อขยายระยะที่สอง ก่อสร้างเส้นทางจากสถานีรถไฟท่านาแล้งไปยังสถานีรถไฟคำสะหวาด ระยะทาง 7.5 กิโลเมตร[9] ณ บ้านคำสะหวาด เมืองไชยเชษฐา นครหลวงเวียงจันทน์[13] ด้วยวงเงิน 994.68 ล้านบาท[9] ซึ่งตั้งอยู่ในย่านใจกลางเมืองหลวง ห่างจากพระธาตุหลวง อันเป็นจุดหมายตาสำคัญเพียง 4 กิโลเมตร[14] และห่างจากสถานีรถไฟนครหลวงเวียงจันทน์ ของทางรถไฟสายเวียงจันทน์–บ่อเต็น ที่บ้านไซ ราว 10 กิโลเมตร[15]