อำเภอกุมภวาปีมีเส้นทางคมนาคมทั้งทางบกและทางรางที่สามารถเดินทางได้สะดวก ทั้งในรูปแบบของการเดินทางของประชาชนและการขนส่งสินค้า

ทางบก

• ทางหลวงแผ่นดินหมายเลข 2 (ถนนมิตรภาพ) เป็นเส้นทางจากกรุงเทพมหานคร ผ่านจังหวัดในภาคตะวันออกเฉียงเหนือ ได้แก่ จังหวัดนครราชสีมา, จังหวัดขอนแก่น, จังหวัดอุดรธานี และสิ้นสุดที่จังหวัดหนองคาย ระยะทางถึงอำเภอกุมภวาปีประมาณ 549 กิโลเมตร
• ทางหลวงแผ่นดินหมายเลข 2023 (ถนนน้ำฆ้อง-วังสามหมอ) เชื่อมระหว่างอำเภอกุมภวาปี–อำเภอวังสามหมอ โดยปลายทางที่อำเภอวังสามหมอ มีระยะทางประมาณ 60 กิโลเมตร โดยเริ่มต้นจากถนนมิตรภาพจรดถึงถนนพังโคนพัฒนา
• ทางหลวงแผ่นดินหมายเลข 2025 (ถนนห้วยเกิ้ง-กุมภวาปี)
• ทางหลวงแผ่นดินหมายเลข 2316 (ถนนปะโค/ห้วยเกิ้ง-หนองแสง)
• ทางหลวงแผ่นดินหมายเลข 2350 (ถนนกุมภวาปี-หนองหาน)
• ทางหลวงแผ่นดินหมายเลข 2393 (ถนนกุมภวาปี-หนองกุงทับม้า)

ในอำเภอกุมภวาปีมีสถานีขนส่งผู้โดยสาร 1 แห่ง ได้แก่ สถานีขนส่งผู้โดยสารพันดอน ตั้งอยู่ที่ถนนมิตรภาพในตำบลพันดอน

ทางราง

• สถานีรถไฟกุมภวาปี ตั้งอยู่ที่ตำบลพันดอน มีขบวนรถที่ผ่านต่อไปยังจังหวัดหนองคายให้บริการทุกวัน อาทิเช่น สายกรุงเทพ–หนองคาย, กรุงเทพ–อุดรธานี, นครราชสีมา–หนองคาย, นครราชสีมา–อุดรธานี และในช่วงเทศกาล อาทิ สงกรานต์และปีใหม่ จะมีการเปิดเดินขบวนรถสายกรุงเทพ–อุดรธานีเพิ่มเติม
• สถานีรถไฟห้วยเกิ้ง ตั้งอยู่ที่ ตำบลห้วยเกิ้ง อำเภอกุมภวาปี จังหวัดอุดรธานี