Trondheim jest głównym węzłem kolejowym centralnej Norwegii, położonym tam, gdzie linia Dovre z Oslo łączy się z linią Nordland prowadzącą do północnej Norwegii. Miasto ma jeden główny dworzec dalekobieżny, Trondheim S, wspierany przez przystanki podmiejskie i regionalne, takie jak Heimdal i Lerkendal. SJ Nord obsługuje główne pasażerskie połączenia kolejowe obsługujące Trondheim.
Pociągi z Trondheim obejmują dalekobieżne połączenia dzienne i nocne, pociągi regionalne w całym Trøndelag, regionalne połączenia transgraniczne w kierunku Szwecji oraz kolej lotniskową do Trondheim Airport Vaernes. Trondheim S jest główną stacją kolejową dla odjazdów dalekobieżnych, natomiast Heimdal obsługuje wybrane przystanki regionalne po południowej stronie miasta.
Trasy kolejowe z Trondheim prowadzą na południe do Oppdal, Lillehammer i Oslo, na północ do Steinkjer, Mosjoen, Mo i Rana i Bodo, na wschód do Storlien w Szwecji oraz do Vaernes w celu dojazdu na lotnisko. Bilety kolejowe są używane zarówno w podróżach międzymiastowych, jak i regionalnych. Zarezerwuj pociągi do i z Trondheim online w Rail Monsters.