Santo Tirso se situe sur le réseau ferroviaire du nord du Portugal, entre Porto et Guimaraes, desservant la vallée de l'Ave comme arrêt régional plutôt que comme terminus de longue distance. La ville compte une gare principale, Santo Tirso, sur la Linha de Guimaraes. Les services voyageurs sont assurés par Comboios de Portugal via CP Urbanos do Porto, le réseau ferroviaire suburbain et régional centré sur Porto.
Les trains au départ de Santo Tirso sont des services régionaux, sans train à grande vitesse ni train de nuit desservant la gare. La gare de Santo Tirso est utilisée pour les trajets locaux et régionaux vers Porto, Guimaraes, Trofa et l'ensemble de la région du Minho. Les correspondances longue distance Intercidades et Alfa Pendular nécessitent un changement à Porto Campanha ou dans une autre grande gare CP.
Les lignes ferroviaires depuis Santo Tirso partent vers le sud-ouest en direction de Trofa, Ermesinde, Porto Campanha et Porto Sao Bento, et vers le nord-est en direction de Guimaraes à travers la vallée de l'Ave. Les billets de train depuis Santo Tirso sont utiles pour rejoindre le réseau ferroviaire principal de Porto, tandis que les trains vers Santo Tirso offrent un accès depuis Porto, Guimaraes et les villes voisines situées sur le même corridor. Réservez en ligne vos trains au départ et à destination de Santo Tirso sur Rail Monsters.