一带一路”沿线国家数量众多，地质地貌复杂多变。恶劣的地理环境将增加资金、人力、物资的投入，对建设技术要求较高。加上运量普遍不大，项目经济效益较差，建设资金筹集比较困难。具体建设中，企业挑肥拣瘦，直接影响规划目标的实现和项目的推进。标准体系不统一。中国与沿线国家基础设施技术标准不统一、作业流程不统一、信息标准不统一、规章制度不统一，造成中欧铁路班列运行时间长、费用高，降低了顾客满意度。
政治协调难度大。沿线部分国家政局不稳、社会持续动荡，局部地区武装冲突此起彼伏，极端主义、恐怖主义和分裂主义盛行，据千讯咨询发布的《中国铁路市场前景调查分析报告》显示，铁路货物运输安全得不到保障，政权的更替使得协议得不到实施，动荡的局势甚至会使运输线路中断。部分国家存有疑虑和抵触心理。配套设施不足。国内西部铁路发展滞后，路网规模小，物流节点少。铁路边境口岸，技术装备能力较差，换装换轨能力不足，铁路物流中心不能适应国际物流发展需要。国外沿线国家铁路货运设施的基础薄弱，口岸便利化水平不高，铁路运输的线路缺失多、等级低、状况差。
经营管理能力有待增强。地方政府争夺中欧班列资源，存在恶性竞争，市场秩序混乱，集约化程度低；国内外跨境统一管理部门未明确，海外投资保障保险机制、境外争端解决机制、海外护商机制得不到应有保障。国际多式联运体系不完善。《国际货协》和《国际货约》在运输单证、承运人责任、运输组织方式、赔偿方式等存在很大不同，使得铁路国际联运不能实现一票到底。不同交通运输方式衔接不足。铁路和公路建设各自为政，在方向、布局、设施配套等不能实现有效衔接、优势互补。铁路与海运对接不够，铁海联运发展滞后。