Trondheim jest głównym węzłem kolejowym w środkowej Norwegii, położonym w miejscu, gdzie dalekobieżne linie z Oslo spotykają się z północnym Nordland Line oraz trasami regionalnymi przez Trondelag. W mieście znajduje się jeden główny dworzec dalekobieżny, Trondheim S, a także dodatkowe przystanki lokalne, takie jak Heimdal i Lerkendal, obsługujące szerszy obszar miejski. SJ Norge obsługuje główne połączenia pasażerskie, wykorzystując Trondheim jako bazę dla ruchu dalekobieżnego i regionalnego.
Pociągi z Trondheim obejmują połączenia międzyregionalne na Dovre Line, Nordland Line w kierunku północnej Norwegii, regionalne pociągi Tronderbanen przez Trondelag, połączenia Roros Line przez wnętrze kraju oraz pociągi Meraker Line w kierunku granicy ze Szwecją. Trondheim S jest głównym dworcem kolejowym dla odjazdów dalekobieżnych, natomiast połączenia kolejowe na lotnisko do Trondheim Airport Vaernes korzystają z korytarza Tronderbanen.
Trasy kolejowe z Trondheim biegną na południe w kierunku Oslo i korytarza Gudbrandsdal, na północ w kierunku Steinkjer, Mosjoen, Mo i Rana, Fauske i Bodo, na wschód w kierunku Storlien w Szwecji oraz na południowy wschód przez Roros. Bilety kolejowe na te trasy można rezerwować jako pojedyncze przejazdy. Zarezerwuj pociągi z i do Trondheim online w Rail Monsters.