L'accident s'est produit aux alentours de 14h (20h GMT) à un passage à niveau de la ville de Biloxi, selon le chef de la police John Miller.
«C'est une scène terrible, chaotique, mais nous l'avons à présent sous contrôle», a-t-il déclaré lors d'une conférence de presse.
L'autocar venait d'Austin, au Texas et était probablement en route vers un casino de Biloxi. Il transportait 43 personnes, dont 35 ont été blessées.
Trois personnes sont mortes sur place et une quatrième peu après, selon le chef des pompiers Joe Boney, cité par le journal Sun Herald.
Un témoin de l'accident a dit avoir vu l'autocar bloqué sur la voie de chemin de fer à peu près cinq minutes avant l'arrivée du train.