Kyoto se sitúa en el eje ferroviario este-oeste más transitado de Japón, entre el corredor Tokio-Nagoya y la región Osaka-Kobe. La ciudad cuenta con una estación principal de larga distancia, Kyoto Station, respaldada por varias estaciones regionales, entre ellas Yamashina, Nijo y Saga-Arashiyama. JR Central opera el Tokaido Shinkansen en Kyoto, mientras que JR West y Kintetsu Railway gestionan muchos servicios regionales e interurbanos.
Los trenes desde Kyoto incluyen servicios de alta velocidad Tokaido Shinkansen, trenes limitados expresos y locales de JR West, servicios de Kintetsu hacia Nara y el Kansai central, y el expreso limitado Haruka de JR West hacia el Aeropuerto Internacional de Kansai. Kyoto Station es la principal estación de tren para el tren bala, el tren al aeropuerto y la mayoría de los billetes de tren de larga distancia.
Las rutas ferroviarias desde Kyoto van al este hacia Nagoya y Tokio, al oeste hacia Shin-Osaka, Kobe, Hiroshima y Hakata, al sur hacia Nara, y por todo Kansai hacia Osaka y el Aeropuerto de Kansai. Los trenes regionales de JR West también conectan Kyoto con la prefectura de Shiga, el lago Biwa y la dirección de Sanin. Reserva trenes desde y hacia Kyoto en línea en Rail Monsters.