อำเภอท่าบ่อมีถนนสายสำคัญคือ ทางหลวงแผ่นดินหมายเลข 211 [สายแยกทางหลวงหมายเลข 2 (หนองสองห้อง)-เชียงคาน] การเดินทางมาอำเภอท่าบ่อ ได้แก่

• ทางรถยนต์ การเดินทางจากกรุงเทพมหานคร สามารถมาได้ทางถนนพหลโยธินถึงจังหวัดสระบุรี แยกเข้าสู่ถนนมิตรภาพไปยังจังหวัดนครราชสีมา ขอนแก่น อุดรธานี จากจังหวัดอุดรธานีประมาณ 40 กิโลเมตรที่บ้านหนองสองห้อง จะมีทางแยกเข้าถนนทางหลวงแผ่นดินหมายเลข 211 ขับรถต่อไปอีก 30 กิโลเมตรจะถึงอำเภอท่าบ่อ รวมระยะทางประมาณ 634 กิโลเมตร
• ทางรถโดยสารประจำทาง[2]
  • รถโดยสารปรับอากาศสาย 933 (กรุงเทพมหานคร-อุดรธานี-ศรีเชียงใหม่)
  • รถโดยสารปรับอากาศสาย 210 , 211 , 262 (นครราชสีมา-อุดรธานี-ศรีเชียงใหม่)
  • รถโดยสารไม่ปรับอากาศสาย 223 (อุดรธานี-ศรีเชียงใหม่)
  • รถโดยสารไม่ปรับอากาศสาย 507 (หนองคาย-เลย)
  • รถโดยสารไม่ปรับอากาศสาย 4326 (หนองคาย-ท่าบ่อ)
  • รถสองแถวขนาดใหญ่สาย 507 (สังคม-ท่าบ่อ)
  • รถสองแถวขนาดใหญ่สาย 1382 (หนองคาย-ศรีเชียงใหม่)
  • รถสองแถวขนาดใหญ่สาย 4651 (ท่าบ่อ-โพธิ์ตาก)
  • รถสองแถวขนาดเล็กสาย 294 (หนองบัวลำภู-บ้านนาคำไฮ-หนองคาย) [ผ่านทางอำเภอบ้านผือ จังหวัดอุดรธานี]