Valence se encuentra en el corredor ferroviario del valle del Ródano entre Lyon y Provenza, lo que otorga a la ciudad un papel estratégico en el sureste de Francia. La ciudad cuenta con dos estaciones principales de pasajeros: Valence Ville en el centro urbano y Valence TGV Rhone-Alpes Sud en la línea de alta velocidad al noreste de la ciudad. SNCF Voyageurs opera los principales servicios, incluidos TGV INOUI, OUIGO y TER Auvergne-Rhone-Alpes.
Los servicios de tren desde Valence incluyen enlaces de alta velocidad en la LGV Rhone-Alpes y la LGV Mediterranee, trenes regionales TER por el valle del Ródano y servicios de conexión hacia la red alpina. Valence TGV es la principal estación de tren para trenes de alta velocidad de larga distancia desde Valence, mientras que Valence Ville atiende a los trenes regionales y a las llegadas al centro de la ciudad. Un enlace ferroviario TER conecta las dos estaciones para los pasajeros que hacen transbordo entre servicios de larga distancia y locales.
Las rutas desde Valence van al norte hacia Lyon y París, al sur hacia Aviñón, Marsella y Montpellier, al este hacia Grenoble y las estribaciones alpinas, y a lo largo del corredor del Ródano hacia Vienne y Montelimar. Reserva trenes desde y hacia Valence en línea en Rail Monsters.