Estambul es el mayor centro ferroviario de Turquía y la única gran ciudad turca con estaciones de tren de pasajeros tanto en la parte europea como en la asiática. TCDD Tasimacilik opera los principales servicios nacionales, mientras que los trenes de alta velocidad YHT utilizan el corredor de Marmaray para conectar Estambul con el centro de Anatolia. El papel ferroviario interurbano de la ciudad se reparte principalmente entre Sogutlucesme, Halkali, Bakirkoy, Bostanci y Pendik.
Los trenes de alta velocidad desde Estambul circulan por Sogutlucesme y estaciones seleccionadas del lado occidental antes de continuar por la red nacional YHT. Halkali es la principal terminal del lado europeo para servicios internacionales y regionales, incluidos los trenes hacia Tracia y los Balcanes. Bakirkoy atiende determinados trenes de larga distancia y regionales en el lado europeo, mientras que Bostanci y Pendik prestan servicio a los pasajeros interurbanos del lado asiático.
Las rutas ferroviarias desde Estambul discurren hacia el este y el sureste en dirección a Ankara, Eskisehir, Konya y Karaman, hacia el oeste en dirección a Edirne y Kapikule, y transfronterizas hacia Sofia. Los desplazamientos entre estaciones de las partes europea y asiática utilizan el corredor ferroviario de Marmaray, que conecta Halkali, Bakirkoy, Sogutlucesme, Bostanci y Pendik. Reserva trenes desde y hacia Estambul en línea en Rail Monsters.