截止于2016年6月，长沙每天有两趟列车直达乌鲁木齐，但是都不是高铁，时刻表见下：
如果要坐高铁，只能坐高铁到西安，然后转普通火车去乌鲁木齐，时刻表见下：
长沙到西安的高铁：
西安到乌鲁木齐：
从长沙到乌鲁木齐要经过：长沙市-汨罗市-岳阳市-天门市-枣阳市-襄阳市-老河口市-武当山-十堰市-商洛市-西安市-咸阳市-兴平市-宝鸡市-麦积山-天水市-定西市-兰州市-武威市-张掖市-酒泉市-嘉峪关市-玉门市-哈密市-吐鲁番市-达坂城区-乌鲁木齐市。
乌鲁木齐是西北地区重要的铁路枢纽，全疆铁路的总枢纽。乌鲁木齐铁路局是原铁道部属下的十八个铁路局之一，也是原铁道部规划的十大区域性客运中心之一，属全国铁路网末端边缘，管辖兰新、南疆、北疆3条干线。主管管辖新疆维吾尔自治区境内的铁路网，以及甘肃省玉门以北的铁路线。
乌鲁木齐南站是乌鲁木齐铁路局管辖的客货运一等站，新疆铁路的总枢纽，其经过铁路有兰新铁路、南疆铁路、北疆铁路及兰新客运专线。有发往北京、上海、广州、杭州、重庆、成都、武汉、郑州、济南、西安、兰州、连云港等方向的列车，并有发往哈萨克斯坦阿拉木图、阿斯塔纳等方向的国际列车。
