Trondheim è il principale snodo ferroviario della Norvegia centrale, situato dove la Dovre Line da Oslo incontra la Nordland Line verso la Norvegia settentrionale. La città ha una stazione ferroviaria principale per i servizi a lunga percorrenza, Trondheim S, affiancata da fermate suburbane e regionali come Heimdal e Lerkendal. SJ Nord gestisce i principali servizi ferroviari passeggeri che servono Trondheim.
I treni da Trondheim includono servizi diurni e notturni a lunga percorrenza, treni regionali in tutto il Trøndelag, treni regionali transfrontalieri verso la Svezia e servizi ferroviari per l'aeroporto di Trondheim Vaernes. Trondheim S è la principale stazione ferroviaria per le partenze a lunga percorrenza, mentre Heimdal gestisce alcune fermate regionali nella parte meridionale della città.
Le tratte ferroviarie da Trondheim vanno verso sud in direzione di Oppdal, Lillehammer e Oslo, verso nord in direzione di Steinkjer, Mosjoen, Mo i Rana e Bodo, verso est in direzione di Storlien in Svezia e verso Værnes per l'accesso all'aeroporto. I biglietti ferroviari si usano sia per i viaggi intercity sia per quelli regionali. Prenota online i treni da e per Trondheim su Rail Monsters.