Trondheim è il principale snodo ferroviario della Norvegia centrale, situato nel punto in cui le linee a lunga percorrenza da Oslo incontrano la Nordland Line diretta a nord e i collegamenti regionali attraverso il Trondelag. La città ha una stazione principale per i treni a lunga percorrenza, Trondheim S, con ulteriori fermate locali come Heimdal e Lerkendal che servono l'area urbana più ampia. SJ Norge gestisce i principali servizi passeggeri utilizzando Trondheim come base ferroviaria a lunga percorrenza e regionale.
I treni da Trondheim includono servizi intercity sulla Dovre Line, la Nordland Line verso la Norvegia settentrionale, i treni regionali Tronderbanen attraverso il Trondelag, i servizi della Roros Line attraverso la Norvegia interna e i treni della Meraker Line verso il confine svedese. Trondheim S è la principale stazione ferroviaria per le partenze a lunga percorrenza, mentre i servizi ferroviari per l'aeroporto di Trondheim Vaernes utilizzano il corridoio Tronderbanen.
Le tratte ferroviarie da Trondheim si dirigono a sud verso Oslo e il corridoio Gudbrandsdal, a nord verso Steinkjer, Mosjoen, Mo i Rana, Fauske e Bodo, a est verso Storlien in Svezia e a sud-est attraverso Roros. I biglietti del treno per queste tratte possono essere prenotati come viaggi singoli. Prenota online i treni da e per Trondheim su Rail Monsters.