Bilecik se sitúa en uno de los corredores ferroviarios más importantes de Turquía, entre la región de Mármara y Anatolia Central. La ciudad está servida por TCDD Tasimacilik, con Bilecik YHT como la principal estación de pasajeros para la alta velocidad en la línea Ankara-Estambul. Su papel ferroviario está marcado por los servicios de paso más que por una gran red terminal.
Los trenes desde Bilecik incluyen servicios YHT de alta velocidad que conectan la ciudad con Estambul, Eskisehir, Ankara y determinados corredores YHT de continuación. Las opciones regionales convencionales en el área más amplia conectan pueblos más pequeños de la vía férrea antigua, mientras que la mayoría de los pasajeros de larga distancia utilizan Bilecik YHT para viajes interurbanos con reserva. No hay un enlace ferroviario dedicado al aeropuerto en Bilecik, por lo que los traslados tren-aeropuerto normalmente utilizan las estaciones de Estambul o Ankara con transporte terrestre posterior.
Las rutas ferroviarias desde Bilecik se dirigen al noroeste hacia Estambul y la red ferroviaria de Mármara, al sureste hacia Eskisehir y Ankara, y continúan mediante conexiones YHT hacia Konya. Los viajeros también utilizan Bilecik para acceder a puntos regionales cercanos como Bozuyuk, Osmaneli y Arifiye mediante servicios vinculados a TCDD y trasbordos. Reserva trenes desde y hacia Bilecik en línea en Rail Monsters.