Nantes jest jednym z głównych węzłów kolejowych w zachodniej Francji, położonym na zachodnim krańcu osi dużych prędkości z Paryża oraz na trasach regionalnych w sieci Loire-Atlantique i Pays de la Loire. Miasto ma jeden główny dworzec dalekobieżny, stację Nantes, a SNCF Voyageurs obsługuje główne połączenia pasażerskie.
Pociągi z Nantes obejmują szybkie połączenia TGV INOUI i OUIGO, połączenia Intercites na korytarzach atlantyckim i ogólnokrajowym oraz regionalne pociągi TER Pays de la Loire. Stacja Nantes jest głównym dworcem dla odjazdów dalekobieżnych i regionalnych, natomiast pobliskie przystanki, takie jak Chantenay i Haluchere-Batignolles, obsługują głównie lokalne regionalne połączenia kolejowe w obrębie obszaru metropolitalnego.
Trasy kolejowe z Nantes biegną na wschód do Angers, Le Mans i Paryża, na północ do Rennes i Bretanii, na południe do La Roche-sur-Yon i La Rochelle oraz wzdłuż Doliny Loary do Tours i środkowej Francji. Kluczowe kierunki to Paryż, Angers, Rennes, Le Mans, Tours i La Rochelle. Rezerwuj pociągi z i do Nantes online w Rail Monsters.