Hamamatsu se encuentra en el corredor ferroviario Tokaido de Japón, entre Tokio, Nagoya, Kioto y Osaka. La ciudad cuenta con una estación principal de tren interurbano, Hamamatsu Station, atendida por JR Central en el Tokaido Shinkansen y la línea principal Tokaido. Esta ubicación convierte a Hamamatsu en una parada habitual para viajar en tren por el oeste de la prefectura de Shizuoka.
Los trenes desde Hamamatsu incluyen servicios del Tokaido Shinkansen para trayectos de larga distancia, trenes locales y rápidos de JR Central en la línea convencional Tokaido Main Line, y servicios cercanos de Enshu Railway desde Shin-Hamamatsu para las zonas del norte de la ciudad. Hamamatsu Station es la estación principal para trenes de alta velocidad, trenes regionales y transbordos entre servicios de JR.
Las rutas ferroviarias desde Hamamatsu se dirigen al este hacia Shizuoka, Atami, Yokohama y Tokio, al oeste hacia Toyohashi, Nagoya, Kioto y Osaka, y al norte a través de las conexiones de Enshu Railway hacia estaciones locales del área de Hamamatsu. Reserve trenes desde y hacia Hamamatsu en línea en Rail Monsters.