K3/4次列车的现行的18型及19型客车车厢为1995年购自德国车辆生产集团（Deutsche Waggonbau AG简称DWA）后为Adtranz，下属的阿门多尔夫车辆厂（Waggonbau Ammendorf），其保留了绿皮车体，车厢内没有空调，供暖来自烧煤，由于途经蒙古、西伯利亚等特殊气候地带，列车一年中有8个月需要供暖，因此往返一趟需要大量的煤，以乘务员添加的煤量来计算，每趟列车上配备27名乘务员，平均每位乘务员往返一次需要消耗4-5吨煤。
列车在中国境内采取15节车厢编组，其中国际联运硬卧车7辆、高级软卧车2辆、软卧车及行李车各1辆，另有3辆硬卧车及1辆餐车为北京至二连间的国内回转车。国际联运列车的餐车为单独加挂，在入国境时挂上、出国境前卸载，由各国各自负责境内路段。此外列车行经蒙古国及俄罗斯境内也会加挂该国餐车及硬卧车厢。
由于中国铁路采用轨距为1435毫米的标准铁轨，而俄罗斯、蒙古两国宽轨1520毫米，铁轨宽窄不同，因此列车每次出入境均需要在中国的二连站换轮库更换转向架。因为换轮和边境检查，所以列车会在二连浩特停3个小时左右。整个过程一般是用起重设备将客车整列抬起，原转向架推出，再推进另一轨距的备用转向架。乘客可以选择留在列车上观看换轮过程，也可以下车在二连站站房休息。 运行区段北京↔莫斯科车厢编号无5—789—1011，13—15车型
（中铁） XL18
行李车 YW18
硬卧车 RW18
软卧车 RW19
高级软卧车 YW18
硬卧车 运行区段北京↔二连车厢编号无0加1—加2车型
（中铁） CA18
餐车 YW18
硬卧车 YW18
硬卧车 运行区段扎门乌德↔苏赫巴托运行区段纳乌什基↔莫斯科车厢编号0无车厢编号无18 (K3),3 (K4)车型
（蒙铁） MECT-36
定员36人
硬卧车 MECT
PECTOPAH
餐车 车型
（俄铁） MECT
PECTOPAH
餐车 MECT-36
定员36人
硬卧车
