Osaka es uno de los mayores nudos ferroviarios de Japón y el principal punto de transbordo entre el Shinkansen Tokaido desde el este de Japón y el Shinkansen Sanyo hacia el oeste de Honshu y Kyushu. La ciudad cuenta con varias terminales ferroviarias principales, con Shin-Osaka a cargo de los servicios de tren bala y la estación de Osaka como centro de los trenes exprés limitados y las rutas regionales de JR West.
Los trenes desde Osaka incluyen servicios Shinkansen operados por JR Central y JR West, trenes exprés limitados por Kansai y el corredor de Hokuriku, servicios regionales de JR West, trenes al aeropuerto hasta el Aeropuerto Internacional de Kansai y servicios de ferrocarril privado de Nankai, Kintetsu, Hankyu y Hanshin. Shin-Osaka es la principal estación de tren para las salidas de tren bala de larga distancia, mientras que las estaciones del área de Namba y Osaka-Umeda gestionan muchos servicios de ferrocarril privado.
Las rutas ferroviarias desde Osaka van hacia el este en dirección a Kyoto, Nagoya y Tokio, hacia el oeste en dirección a Kobe, Himeji, Hiroshima y Hakata, hacia el sur en dirección al aeropuerto de Kansai y Wakayama, y hacia el interior en dirección a Nara, Ise y Nagoya a través de corredores de ferrocarril privado. Reserva trenes desde y hacia Osaka en línea en Rail Monsters.