Madryt jest centralnym węzłem kolejowym Hiszpanii, położonym w punkcie, gdzie przecinają się główne korytarze szybkiej kolei w kraju. Miasto ma kilka dużych stacji pasażerskich, na czele z Madrid Puerta de Atocha - Almudena Grandes oraz Madrid Chamartin - Clara Campoamor. Renfe, Iryo i Ouigo Espana obsługują pociągi dalekobieżne z Madrytu, czyniąc stolicę głównym węzłem przesiadkowym w krajowych podróżach kolejowych.
Połączenia kolejowe w Madrycie obejmują pociągi AVE, Avlo, Alvia, Avant i Media Distancia obsługiwane przez Renfe, a także konkurencyjne usługi dużych prędkości od Iryo i Ouigo Espana na wybranych trasach. Atocha obsługuje wiele połączeń wysokiej prędkości na południe, wschód i do regionów śródziemnomorskich, natomiast Chamartin jest ważna dla północnej Hiszpanii, Galicji, Asturii i wybranych tras dużych prędkości. Renfe Cercanias łączy również stacje kolejowe w Madrycie z Aeropuerto T4.
Trasy kolejowe z Madrytu prowadzą na północny wschód do Saragossy i Barcelony, na wschód do Walencji i Alicante, na południe do Cordoby, Sewilli, Malagi i Granady oraz na północ do Valladolid, Leon, Oviedo, Santander i Bilbao. Pociągi do Madrytu kursują także z miast regionalnych w Kastylii i centralnej Hiszpanii. Zarezerwuj pociągi do Madrytu i z Madrytu online w Rail Monsters.