Valence si trova sul corridoio ferroviario della Valle del Rodano tra Lione e la Provenza, conferendo alla città un ruolo strategico nel sud-est della Francia. La città è servita da due principali stazioni passeggeri: Valence Ville nel centro urbano e Valence TGV Rhone-Alpes Sud sulla linea ad alta velocità a nord-est della città. SNCF Voyageurs gestisce i principali servizi, inclusi TGV INOUI, OUIGO e TER Auvergne-Rhone-Alpes.
I servizi ferroviari da Valence includono collegamenti ad alta velocità sulla LGV Rhone-Alpes e sulla LGV Mediterranee, treni regionali TER attraverso la Valle del Rodano e servizi di collegamento verso la rete alpina. Valence TGV è la principale stazione ferroviaria per i treni ad alta velocità a lunga percorrenza da Valence, mentre Valence Ville gestisce i treni regionali e gli arrivi in centro città. Un collegamento ferroviario TER unisce le due stazioni per i passeggeri che cambiano tra servizi a lunga percorrenza e locali.
Le tratte da Valence si dirigono a nord verso Lione e Parigi, a sud verso Avignone, Marsiglia e Montpellier, a est verso Grenoble e le propaggini alpine, e lungo il corridoio del Rodano verso Vienne e Montelimar. Prenota online i treni da e per Valence su Rail Monsters.