Bilbao jest głównym węzłem kolejowym Bizkai i jednym z kluczowych miast kolejowych w północnej sieci Hiszpanii. W mieście znajdują się kilka terminali pasażerskich obsługujących różne systemy: Bilbao-Abando Indalecio Prieto dla dalekobieżnych pociągów Renfe oraz regionalnych pociągów o szerokim rozstawie szyn, Bilbao-Concordia dla połączeń o rozstawie metrycznym oraz stacje Euskotren dla regionalnych tras Kraju Basków.
Pociągi z Bilbao obejmują dalekobieżne połączenia Renfe Alvia i Intercity, Media Distancia oraz Cercanias w północnej Hiszpanii, pociągi Cercanias AM o rozstawie metrycznym wzdłuż korytarza kantabryjskiego oraz regionalne pociągi Euskotren w całym Kraju Basków. Bilbao-Abando to główna stacja kolejowa dla biletów na pociągi międzymiastowe, natomiast Bilbao-Concordia obsługuje regionalny ruch kolejowy o węższym rozstawie torów.
Trasy kolejowe z Bilbao biegną na południe w kierunku Madrytu, Mirandy de Ebro i hiszpańskiego interioru, na wschód przez Kraj Basków do San Sebastian, na zachód wzdłuż wybrzeża Kantabrii w kierunku Santanderu oraz na północ lokalnymi korytarzami kolejowymi Bizkai. Barcelona, Saragossa, Vitoria-Gasteiz i Leon również pojawiają się w planach podróży kolejowych z Bilbao poprzez pociągi bezpośrednie lub dalsze połączenia. Zarezerwuj pociągi z i do Bilbao online w Rail Monsters.