Santo Tirso leży na północnej sieci kolejowej Portugalii między Porto a Guimaraes, obsługując dolinę Ave jako regionalny przystanek, a nie terminal dalekobieżny. Miasto ma jedną główną stację kolejową, Santo Tirso, na Linha de Guimaraes. Usługi pasażerskie są obsługiwane przez Comboios de Portugal w ramach CP Urbanos do Porto, podmiejskiej i regionalnej sieci kolejowej skoncentrowanej wokół Porto.
Pociągi z Santo Tirso to połączenia regionalne, bez kolei dużych prędkości ani pociągów sypialnych obsługujących tę stację. Stacja kolejowa Santo Tirso jest wykorzystywana do podróży lokalnych i regionalnych w kierunku Porto, Guimaraes, Trofa oraz szerszego obszaru Minho. Dalekobieżne połączenia Intercidades i Alfa Pendular wymagają przesiadki na Porto Campanha lub w innym większym węźle CP.
Trasy kolejowe z Santo Tirso biegną na południowy zachód w kierunku Trofa, Ermesinde, Porto Campanha i Porto Sao Bento, a na północny wschód w kierunku Guimaraes przez dolinę Ave. Bilety kolejowe z Santo Tirso są przydatne do dotarcia do głównej sieci kolejowej Porto, natomiast pociągi do Santo Tirso zapewniają dojazd z Porto, Guimaraes i pobliskich miejscowości na tym samym korytarzu. Zarezerwuj pociągi z i do Santo Tirso online w Rail Monsters.