Nantes es uno de los principales nudos ferroviarios del oeste de Francia, situado en el extremo occidental del eje de alta velocidad desde París y en las rutas regionales que recorren la red de Loire-Atlantique y Pays de la Loire. La ciudad cuenta con una principal estación de tren de larga distancia, la estación de Nantes, con SNCF Voyageurs operando los principales servicios de pasajeros.
Los trenes desde Nantes incluyen servicios de alta velocidad TGV INOUI y OUIGO, servicios Intercites en los corredores atlántico y transversales, y trenes regionales TER Pays de la Loire. La estación de Nantes es la estación central para salidas de larga distancia y regionales, mientras que paradas cercanas como Chantenay y Haluchere-Batignolles atienden principalmente servicios ferroviarios regionales locales dentro del área metropolitana.
Las rutas ferroviarias desde Nantes se dirigen al este hacia Angers, Le Mans y París, al norte hacia Rennes y Bretaña, al sur hacia La Roche-sur-Yon y La Rochelle, y a lo largo del valle del Loira hacia Tours y el centro de Francia. Entre los destinos clave figuran París, Angers, Rennes, Le Mans, Tours y La Rochelle. Reserve trenes desde y hacia Nantes en línea en Rail Monsters.