Bilecik si trova su uno dei corridoi ferroviari più importanti della Turchia, tra la regione di Marmara e l'Anatolia centrale. La città è servita da TCDD Taşımacılık, con Bilecik YHT che funge da stazione passeggeri principale per l'alta velocità sulla linea Ankara-Istanbul. Il suo ruolo ferroviario è definito da servizi diretti piuttosto che da una grande rete di terminal.
I treni da Bilecik includono servizi YHT ad alta velocità che collegano la città con Istanbul, Eskisehir, Ankara e alcuni corridoi YHT successivi. Le opzioni regionali convenzionali nell'area più ampia collegano le città più piccole sulla linea ferroviaria storica, mentre la maggior parte dei passeggeri a lunga percorrenza utilizza Bilecik YHT per viaggi intercity con prenotazione. Non esiste un collegamento ferroviario dedicato all'aeroporto a Bilecik, quindi i trasferimenti ferro-aeroporto usano normalmente le stazioni di Istanbul o Ankara con proseguimento via terra.
Le rotte ferroviarie da Bilecik corrono verso nord-ovest in direzione di Istanbul e della rete ferroviaria di Marmara, verso sud-est in direzione di Eskisehir e Ankara, e proseguono tramite collegamenti YHT verso Konya. I viaggiatori utilizzano Bilecik anche per accedere a punti regionali vicini come Bozuyuk, Osmaneli e Arifiye tramite servizi e trasferimenti collegati a TCDD. Prenota online i treni da e per Bilecik su Rail Monsters.