Lione è uno dei principali hub ferroviari della Francia, situato nel punto in cui le linee ad alta velocità nord-sud incontrano le linee regionali verso le Alpi, la Borgogna e la Valle del Rodano. La città dispone di diverse stazioni passeggeri, con Lyon Part-Dieu che funge da stazione ferroviaria principale per i servizi a lunga percorrenza. SNCF Voyageurs gestisce i principali treni nazionali, regionali e ad alta velocità per Lione.
I servizi da Lione includono i treni ad alta velocità TGV INOUI e OUIGO, i treni regionali TER Auvergne-Rhône-Alpes e alcuni collegamenti ferroviari internazionali verso la Svizzera. Lyon Part-Dieu gestisce la maggior parte dei treni a lunga percorrenza da Lione, mentre Lyon Perrache serve le partenze regionali e intercity dal centro. Lyon Saint-Exupery TGV è la stazione dell'area aeroportuale sulla rete ad alta velocità.
Le linee ferroviarie da Lione si dirigono a nord verso Parigi e la Borgogna, a sud verso Marsiglia e il Mediterraneo, a est verso Grenoble, Annecy e Ginevra, e a ovest verso la Loira e la Francia centrale. Le principali città di destinazione includono Parigi, Marsiglia, Ginevra, Grenoble, Avignone, Digione e Valence. Prenota online i treni da e per Lione su Rail Monsters.