Lyon es uno de los principales nudos ferroviarios de Francia, situado donde el eje de alta velocidad norte-sur se encuentra con rutas regionales hacia los Alpes, Borgoña y el valle del Ródano. La ciudad cuenta con varias estaciones de pasajeros, siendo Lyon Part-Dieu la principal estación de tren de larga distancia y Lyon Perrache la encargada de muchos servicios regionales e interurbanos. SNCF Voyageurs opera los principales servicios ferroviarios en Lyon a través de TGV INOUI, OUIGO y TER Auvergne-Rhone-Alpes.
Los trenes desde Lyon incluyen servicios de alta velocidad en corredores nacionales, trenes regionales TER por el este de Francia y algunos enlaces regionales transfronterizos hacia Suiza. Lyon Saint-Exupery TGV da servicio a la zona del aeropuerto en la línea de alta velocidad al este de la ciudad, mientras que Lyon Jean Mace y otras paradas urbanas facilitan los desplazamientos ferroviarios regionales dentro del área metropolitana.
Las rutas ferroviarias desde Lyon se dirigen al norte hacia París y Dijon, al sur hacia Avignon y Marsella, al este hacia Grenoble, Annecy, Chambery y Ginebra, y al oeste hacia Saint-Etienne y el centro de Francia. Los viajeros que reserven billetes de tren de Lyon deben comprobar cuidadosamente la estación de salida, porque los trenes de larga distancia y regionales pueden utilizar diferentes estaciones de Lyon. Reserve trenes desde y hacia Lyon en línea en Rail Monsters.