Taoyuan es un importante centro ferroviario en el norte de Taiwán, situado entre Taipéi, Hsinchu y el Aeropuerto Internacional de Taoyuan. La ciudad utiliza varias estaciones de pasajeros en lugar de una única terminal, ya que Taiwan High Speed Rail presta servicio en la estación THSR de Taoyuan y Taiwan Railway Corporation en estaciones de tren convencional como Taoyuan Station y Zhongli Station.
Los trenes desde Taoyuan incluyen servicios de alta velocidad THSR en el corredor occidental de Taiwán, trenes interurbanos y regionales de Taiwan Railway en la línea principal de la costa oeste, y servicios ferroviarios del aeropuerto que conectan la zona del aeropuerto con Taipéi y los distritos centrales de Taoyuan. THSR Taoyuan Station es la principal estación de tren de alta velocidad, mientras que Taoyuan Station gestiona los trenes convencionales en el centro de la ciudad.
Las rutas ferroviarias desde Taoyuan se dirigen al noreste hacia Taipéi y Keelung, al suroeste hacia Hsinchu, Miaoli, Taichung, Tainan y Zuoying, y a nivel local hacia Zhongli y la zona del aeropuerto. Los billetes de tren para Taoyuan pueden implicar distintas estaciones según el operador y la ruta. Reserva trenes desde y hacia Taoyuan en línea en Rail Monsters.