Mediolan jest głównym węzłem kolejowym północnych Włoch i jednym z najbardziej ruchliwych punktów przesiadkowych w krajowej sieci. Miasto ma kilka ważnych stacji pasażerskich, z których najważniejsze to Milano Centrale, Milano Porta Garibaldi i Milano Rogoredo. Trenitalia, Italo i Trenord obsługują pociągi z Mediolanu, a połączenia EuroCity powiązane z SBB dodają transgraniczne połączenia przez Szwajcarię.
Połączenia z Mediolanu obejmują szybkie pociągi Frecciarossa i Italo, usługi Trenitalia Intercity, regionalne pociągi Trenord w całej Lombardii oraz kolej lotniskową Malpensa Express do lotniska Milan Malpensa. Milano Centrale jest główną stacją dla pociągów dalekobieżnych do Mediolanu i z Mediolanu, natomiast Milano Porta Garibaldi obsługuje mieszankę połączeń szybkich, regionalnych i lotniskowych.
Trasy kolejowe z Mediolanu biegną na południe w kierunku Bolonii, Florencji, Rzymu i Neapolu, na wschód w kierunku Werony i Wenecji, na zachód w kierunku Turynu oraz na północ w kierunku Como, Lugano, Zurychu i innych połączeń ze Szwajcarią. Pociągi regionalne łączą również Mediolan z Bergamo, Brescią, Pawią i miejscowościami nad jeziorem Como. Zarezerwuj pociągi z i do Mediolanu online w Rail Monsters.