Gwangju es un importante nudo ferroviario en el suroeste de Corea del Sur, situado en el corredor de Honam entre el área de Seúl y la región de Jeolla. La ciudad tiene dos estaciones de pasajeros con funciones distintas: la estación Gwangju-Songjeong gestiona la mayoría de los servicios de larga distancia, mientras que la estación Gwangju sirve a trenes convencionales seleccionados. Korail y SR prestan servicio a la ciudad mediante trenes de alta velocidad e interurbanos.
Los trenes desde Gwangju incluyen servicios KTX de alta velocidad operados por Korail, servicios SRT de alta velocidad operados por SR, y trenes Korail convencionales como ITX-Saemaeul y Mugunghwa donde estén programados. La estación Gwangju-Songjeong es la principal estación de tren para billetes de tren de alta velocidad, con servicios que utilizan el corredor de alta velocidad de Honam y la línea Honam.
Las rutas ferroviarias desde Gwangju se dirigen al norte hacia Seúl, Suseo, Osong, Iksan y Jeongeup, y al suroeste hacia Naju y Mokpo. La ciudad también conecta con la red ferroviaria más amplia de Jeolla mediante transbordos en Iksan y otras estaciones de la línea Honam. Reserva trenes desde y hacia Gwangju en línea en Rail Monsters.