Lillehammer es una parada ferroviaria clave en el interior de Noruega, situada en la Línea Dovre entre Oslo y Trondheim. La ciudad tiene una estación principal de tren de pasajeros, Lillehammer Station, que atiende trenes regionales y de larga distancia. Los servicios de Vy y SJ Nord convierten Lillehammer en un importante punto ferroviario para viajar por Gudbrandsdalen e Innlandet.
Los trenes desde Lillehammer incluyen servicios regionales hacia Oslo, Hamar y el Aeropuerto de Oslo, además de trenes interurbanos de larga distancia por el corredor de montaña y valle hacia Dombas y Trondheim. Lillehammer Station es la principal estación de tren para todos los servicios ferroviarios reservados en la ciudad, con conexiones hacia el norte y el sur en el mismo eje ferroviario nacional.
Las rutas ferroviarias desde Lillehammer van hacia el sur a Hamar, el Aeropuerto de Oslo y Oslo, hacia el norte por Gudbrandsdalen hasta Ringebu, Otta, Dombas y Trondheim, y mediante puntos de transbordo a otras partes de la red ferroviaria noruega. Los billetes de tren para Lillehammer son útiles tanto para viajes regionales como para trayectos largos por todo el país. Reserve trenes desde y hacia Lillehammer en línea en Rail Monsters.