Olyckan inträffade omkring klockan 16.20 vid järnvägsövergången i korsningen Gamla Tanneforsvägen/Högatan.
Ett Kustpilentåg med destination Västervik körde på 29-åringen när han var på väg att korsa spåret. Tåget, som var halvfullt, avgick från Resecentrum klockan 16.12 och blev efter olyckan stående på spåret i höjd med Tannefors center.
- Jag märkte inte så mycket, plötsligt stod tåget bara still, sade passageraren Mikael Holm, strax efter olyckan.
Polis och två ambulanser larmades till olycksplatsen. Ambulanspersonalen gav första hjälpen innan 29-åringen fördes till Universitetssjukhuset.
Mannen som är hemmahörande i Linköping skadades allvarligt. Han opererades akut, men läget är stabilt, uppger sjukhuset.
Polisen samtalade med tågföraren men länskommunikationscentralen kunde inte lämna några närmare upplysningar om hur olyckan gick till.
Östgötatrafiken har meddelat att senare avgångar med Kustpilen till Västervik och Kalmar är inställda och ersätts med bussar.