Bayona es un importante nudo ferroviario del suroeste de Francia, situado en el corredor atlántico entre Burdeos, la Costa Vasca y la frontera española. La ciudad cuenta con una estación principal de pasajeros, la Gare de Bayonne, y está servida por SNCF Voyageurs a través de los servicios TGV INOUI, TER Nouvelle-Aquitaine e Intercités de nuit.
Los trenes desde Bayona incluyen servicios de alta velocidad TGV INOUI hacia París, servicios regionales TER a lo largo de las líneas del Adour y de la Costa Vasca, y trenes nocturnos en determinadas salidas de larga distancia. La Gare de Bayonne es la principal estación de tren tanto para los servicios de larga distancia como para los regionales, con conexiones hacia localidades costeras, rutas interiores de los Pirineos y la línea principal de Burdeos.
Las rutas ferroviarias desde Bayona se dirigen al norte hacia Dax, Burdeos y París, al sur hacia Biarritz, Saint-Jean-de-Luz e Irún, y al este hacia Pau, Lourdes y Toulouse. Los viajes ferroviarios transfronterizos hacia España suelen utilizar Irún como punto de enlace. Reserva trenes desde y hacia Bayona en línea en Rail Monsters.