Lillehammer è una stazione ferroviaria passeggeri chiave nella Norvegia interna sulla linea Dovre, il principale corridoio ferroviario tra Oslo e Trondheim. La città ha una stazione ferroviaria principale, Lillehammer Station, ed è servita da collegamenti a lunga percorrenza e regionali operati da SJ Norge e Vy. La sua posizione all'estremità meridionale di Gudbrandsdalen la rende un importante punto ferroviario per i viaggi tra la Norvegia orientale e le valli montane a nord.
I treni da Lillehammer includono servizi intercity verso Oslo, servizi regionali attraverso la contea di Innlandet e treni a lunga percorrenza sul corridoio Oslo-Trondheim. Lillehammer Station è la stazione ferroviaria centrale per questi servizi, con i treni per Lillehammer che vi fanno sosta prima di proseguire verso Gudbrandsdalen, Dombås e la regione di Trøndelag. La Norvegia non dispone di linee ad alta velocità che servano Lillehammer; i servizi utilizzano materiale rotabile convenzionale intercity e a lunga percorrenza.
Le tratte ferroviarie da Lillehammer si dirigono a sud verso Hamar, l'aeroporto di Oslo e Oslo S, a nord attraverso Otta e Dombås verso Trondheim, e lungo i corridoi regionali di collegamento in tutta Innlandet. Le coppie di città più popolari includono Oslo, Hamar, l'aeroporto di Oslo, Dombås, Otta e Trondheim. Prenota online i treni da e per Lillehammer su Rail Monsters.