В районе представлены все виды современного транспорта: железнодорожный, речной, морской, авиационный, автомобильный и трубопроводный. Основные транспортные и инженерно-технические «оси» развиваются в широтном направлении и обеспечивают доставку в район сырья: нефти, газа, угля, металла.
Из шести железнодорожных магистралей, соединяющих западные и восточные районы страны, пять пересекают Поволжский район. Они проходят через Казань, Бугульму, Самару, Саратов, Астрахань. Самое мощное и загруженное Самарское направление – важное звено Транссибирской магистрали. У Кинеля к нему примыкает Среднеазиатское направление. Загрузка транспортной сети на Самарском участке превышает средние показатели примерно в пять раз. Железнодорожная сеть района улучшилась благодаря укладке вторых путей на магистрали Москва – Казань – Екатеринбург. Внутрирайонные связи осуществляются по меридиональной железной дороге Свияжск – Ульяновск – Сызрань – Саратов – Иловля, которая имеет выход на Волгоград и Казань.
По развитию водного транспорта Поволжье занимает ведущее место в стране. Гидротехническое строительство и заполнение водохранилищ превратило Волгу в глубоководный путь. По Волго-Камскому пути и через систему каналов район имеет выход к Каспийскому, Черному, Азовскому, Балтийскому и Белому морям. Основные перевозимые по этому пути грузы – зерно, нефть, строительные материалы. С низовий Волги вверх движутся баскунчакская соль, астраханские и камышинские арбузы, овощи, рыба. Среди массовых грузов, перевозимых вниз по Волге, преобладает лес.
Из общего объема перевозок грузов около 70% приходится на межрайонные. Часть сырья, проходящего через район транзитом, остается в поволжских городах и используется многими отраслями их промышленности: машиностроительной, химической, деревообрабатывающей и др.
В Поволжье сформирован мощный трубопроводный транспорт, по которому нефть из районов добычи направляется во все районы страны и на экспорт. Основные направления: Альметьевск – Нижний Новгород – Ярославль – Москва – Рязань; Самара – Новороссийск; Альметьевск – Самара – Брянск – Мозырь и далее в страны Восточной Европы (нефтепровод «Дружба»).