Barcelona charakteryzuje się solidną siecią kolejową, która łączy wiele destynacji w Hiszpanii i Europie. Trasa Barcelona do Madrytu, o długości około 621 kilometrów, należy do najczęściej używanych, podróżując pociągiem AVE zajmuje to około 2,5 godziny. Inną istotną trasą jest Barcelona do Walencji, obejmująca około 350 kilometrów, z czasem podróży wynoszącym około 3 godziny. Dodatkowo, z Barcelony często kursują pociągi do Malagi, oddalonej o około 1 050 kilometrów, co zajmuje około 5,5 godziny. W przypadku podróży transgranicznych, trasa Barcelona do Paryża, mająca długość około 1 030 kilometrów, wymaga około 6,5 godziny. Różne inne połączenia obsługują regiony takie jak Saragossa i Girona.