Shinagawa est l'une des principales plaques tournantes ferroviaires de Tokyo, située au sud du réseau ferroviaire central de la capitale. Le quartier s'articule autour de la gare de Shinagawa, une étape clé du Tokaido Shinkansen et un point d'échange pour les services JR East et Keikyu. Son rôle ferroviaire est défini par l'accès longue distance vers l'ouest depuis Tokyo et par l'accès aéroportuaire vers Haneda.
Les services au départ de Shinagawa comprennent les services de train à grande vitesse de JR Central sur le Tokaido Shinkansen, les trains urbains et régionaux de JR East sur des lignes telles que la ligne Yamanote, la ligne Keihin-Tohoku, la ligne Tokaido, la ligne Yokosuka, ainsi que les trains Keikyu en direction de l'aéroport et de la côte de Kanagawa. La gare de Shinagawa est la principale gare pour les billets de train liés aux trajets longue distance en Shinkansen, tandis que la gare voisine de Takanawa Gateway dessert les services locaux de JR East à l'intérieur de Tokyo.
Les itinéraires ferroviaires depuis Shinagawa partent vers l'ouest en direction de Nagoya, Kyoto, Osaka et Hiroshima via les corridors du Tokaido et du Sanyo Shinkansen, vers le sud en direction de Yokohama et Kamakura sur les lignes JR East, et vers le sud-est en direction de l'aéroport de Haneda sur Keikyu. Réservez en ligne des trains depuis et vers Shinagawa sur Rail Monsters.