Hamamatsu leży na japońskim korytarzu kolejowym Tokaido między Tokio, Nagoją, Kioto i Osaką. Miasto ma jeden główny międzycity dworcowy węzeł kolejowy, Hamamatsu Station, obsługiwany przez JR Central na trasach Tokaido Shinkansen i Tokaido Main Line. To położenie sprawia, że Hamamatsu jest regularnym przystankiem w podróżach kolejowych przez zachodnią prefekturę Shizuoka.
Pociągi z Hamamatsu obejmują połączenia Tokaido Shinkansen na dalekie trasy, lokalne i przyspieszone pociągi JR Central na tradycyjnej Tokaido Main Line oraz pobliskie połączenia Enshu Railway z Shin-Hamamatsu dla północnych części miasta. Hamamatsu Station jest głównym dworcem kolejowym dla kolei dużych prędkości, kolei regionalnej i przesiadek między usługami JR.
Trasy kolejowe z Hamamatsu biegną na wschód do Shizuoka, Atami, Yokohamy i Tokio, na zachód do Toyohashi, Nagoi, Kioto i Osaki, oraz na północ poprzez połączenia Enshu Railway do lokalnych stacji w rejonie Hamamatsu. Zarezerwuj pociągi z i do Hamamatsu online w Rail Monsters.