Dijon é um importante nó ferroviário no leste de França, situado entre o corredor de alta velocidade Paris-Lyon e as linhas regionais em toda a Borgonha-Franche-Comte. A cidade tem duas estações de passageiros, com Dijon-Ville a funcionar como a principal estação de comboios para serviços de longa distância e regionais. A SNCF Voyageurs opera a maioria dos comboios de Dijon, enquanto alguns serviços TGV Lyria ligam a cidade à Suíça.
Os serviços ferroviários de Dijon incluem comboios de alta velocidade TGV INOUI, comboios regionais TER Bourgogne-Franche-Comte e serviços internacionais de alta velocidade no corredor Paris-Suíça. Dijon-Ville trata dos principais fluxos interurbanos, enquanto Dijon Porte Neuve é sobretudo uma paragem regional no lado leste da cidade. Não existe um serviço ferroviário dedicado ao aeroporto a partir de Dijon, pelo que as transferências ferroviárias de longa distância para aeroportos usam normalmente Paris ou Lyon.
As rotas ferroviárias a partir de Dijon seguem para noroeste em direção a Paris, para sul em direção a Lyon e ao Vale do Ródano, para leste em direção a Besançon e à Suíça, e atravessam a Borgonha em direção a Beaune, Chalon-sur-Saone e Macon. Reserve online comboios de e para Dijon na Rail Monsters.