Lione è uno dei principali snodi ferroviari della Francia, situato nel punto in cui l'asse ad alta velocità nord-sud incontra 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 principale stazione dei treni a lunga percorrenza e Lyon Perrache che gestisce molti servizi regionali e intercity. SNCF Voyageurs gestisce i principali servizi ferroviari a Lione tramite TGV INOUI, OUIGO e TER Auvergne-Rhone-Alpes.
I treni da Lione includono servizi ad alta velocità sulle direttrici nazionali, treni regionali TER in tutta la Francia orientale e alcuni collegamenti regionali transfrontalieri verso la Svizzera. Lyon Saint-Exupery TGV serve l'area dell'aeroporto sulla linea ad alta velocità a est della città, mentre Lyon Jean Mace e altre fermate urbane supportano i collegamenti ferroviari regionali all'interno dell'area metropolitana.
Le linee ferroviarie da Lione si dirigono a nord verso Parigi e Digione, a sud verso Avignone e Marsiglia, a est verso Grenoble, Annecy, Chambery e Ginevra, e a ovest verso Saint-Etienne e la Francia centrale. I viaggiatori che prenotano biglietti del treno per Lione dovrebbero controllare con attenzione la stazione di partenza, perché i treni a lunga percorrenza e quelli regionali possono usare stazioni diverse di Lione. Prenota online i treni da e per Lione su Rail Monsters.