Hamamatsu situa-se no corredor ferroviário Tokaido do Japão, entre Tóquio, Nagoya, Quioto e Osaka. A cidade tem uma principal estação ferroviária interurbana, a Hamamatsu Station, servida pela JR Central na linha Tokaido Shinkansen e na linha principal Tokaido. Esta localização faz de Hamamatsu uma paragem regular para viagens ferroviárias em todo o oeste da província de Shizuoka.
Os comboios de Hamamatsu incluem serviços Tokaido Shinkansen para viagens de longa distância, comboios locais e rápidos da JR Central na linha convencional Tokaido Main Line, e serviços próximos da Enshu Railway a partir de Shin-Hamamatsu para as partes norte da cidade. A Hamamatsu Station é a principal estação ferroviária para comboios de alta velocidade, comboios regionais e ligações entre serviços da JR.
As rotas ferroviárias a partir de Hamamatsu seguem para leste em direção a Shizuoka, Atami, Yokohama e Tóquio, para oeste em direção a Toyohashi, Nagoya, Quioto e Osaka, e para norte através das ligações da Enshu Railway em direção às estações locais na área de Hamamatsu. Reserve online os comboios de e para Hamamatsu na Rail Monsters.