Bayonne jest ważnym kolejowym węzłem w południowo-zachodniej Francji, położonym na atlantyckim korytarzu między Bordeaux, Wybrzeżem Basków a granicą hiszpańską. Miasto ma jeden główny pasażerski dworzec kolejowy, Gare de Bayonne, i jest obsługiwane przez SNCF Voyageurs poprzez połączenia TGV INOUI, TER Nouvelle-Aquitaine oraz Intercites de nuit.
Pociągi z Bayonne obejmują szybkie połączenia TGV INOUI w kierunku Paryża, regionalne usługi TER wzdłuż linii Adour i Wybrzeża Basków oraz nocne pociągi na wybranych dalekobieżnych kursach. Gare de Bayonne to główny dworzec kolejowy zarówno dla ruchu dalekobieżnego, jak i regionalnego, z połączeniami do nadmorskich miejscowości, tras w głąb Pirenejów oraz głównej linii do Bordeaux.
Trasy kolejowe z Bayonne prowadzą na północ do Dax, Bordeaux i Paryża, na południe do Biarritz, Saint-Jean-de-Luz i Hendaye, oraz na wschód do Pau, Lourdes i Tuluzy. Przekraczanie granicy koleją w kierunku Hiszpanii zwykle odbywa się przez Hendaye jako punkt przesiadkowy. Zarezerwuj pociągi z i do Bayonne online w Rail Monsters.