Barcelona verfügt über ein robustes Schienennetz, das zahlreiche Ziele in Spanien und Europa verbindet. Die Strecke von Barcelona nach Madrid, die etwa 621 Kilometer beträgt, gehört zu den meistbefahrenen und benötigt rund 2,5 Stunden mit dem AVE-Hochgeschwindigkeitszug. Eine weitere bedeutende Strecke ist Barcelona nach Valencia, die etwa 350 Kilometer umfasst und eine Fahrzeit von ungefähr 3 Stunden hat. Zudem fahren häufig Züge von Barcelona nach Malaga, das etwa 1.050 Kilometer entfernt ist und zirka 5,5 Stunden benötigt. Für grenzüberschreitende Reisen hat die Strecke von Barcelona nach Paris, die rund 1.030 Kilometer umfasst, Züge, die etwa 6,5 Stunden benötigen. Verschiedene andere Verbindungen bedienen Regionen wie Zaragoza und Girona.