Valladolid est un important hub ferroviaire en Castille-et-León, situé sur le corridor à grande vitesse espagnol entre Madrid et le nord. La ville compte une grande gare principale pour les trains longue distance, Valladolid-Campo Grande, et est desservie par Renfe et Ouigo Espagne. Son rôle ferroviaire est particulièrement fort sur la ligne à grande vitesse Madrid - Valladolid, qui se poursuit vers León, Palencia, Burgos et la côte cantabrique.
Les services au départ de Valladolid comprennent les trains à grande vitesse AVE, les trains longue distance Alvia qui continuent au-delà du réseau à grande vitesse, les services régionaux à grande vitesse Avant, les trains régionaux Media Distancia et certains services à grande vitesse Ouigo Espagne. Valladolid-Campo Grande est la principale gare pour les trains au départ de Valladolid, assurant à la fois des services longue distance avec réservation et des départs régionaux dans toute la Castille-et-León.
Les lignes ferroviaires depuis Valladolid partent vers le sud en direction de Madrid et Ségovie, vers le nord en direction de Palencia et León, vers le nord-est en direction de Burgos et du Pays basque, et vers l’ouest en direction de Salamanque. Parmi les autres villes importantes desservies figurent Santander, Gijón, Bilbao et Ávila, selon le service et le schéma de correspondance. Réservez en ligne vos trains au départ et à destination de Valladolid sur Rail Monsters.