Hiroshima é um importante centro ferroviário no oeste de Honshu, situado na Sanyo Shinkansen entre a região de Kansai e Kyushu. A cidade tem uma estação principal de comboios de longa distância, a Hiroshima Station, com várias estações secundárias da JR a servir deslocações locais e regionais. A JR West é a principal operadora em Hiroshima, enquanto os serviços diretos da Shinkansen também ligam a cidade aos territórios da JR Central e da JR Kyushu.
Os comboios de Hiroshima incluem serviços de alta velocidade da Sanyo Shinkansen, comboios interurbanos com poucas paragens nas vias da JR West e comboios regionais nas linhas Sanyo Main Line, Kure Line, Geibi Line e Kabe Line. A Hiroshima Station é a principal estação ferroviária para partidas de comboios-bala e para a maioria dos serviços ferroviários interurbanos. Yokogawa, Shin-Hakushima e Nishi-Hiroshima asseguram viagens ferroviárias regionais na área urbana.
As rotas ferroviárias a partir de Hiroshima seguem para leste em direção a Okayama, Kobe, Osaka, Kyoto e Tóquio, para oeste em direção a Shin-Yamaguchi, Kokura e Hakata, para sudeste em direção a Kure e para norte para o interior da Prefeitura de Hiroshima. Miyajimaguchi é uma paragem ferroviária importante para passageiros que seguem para a zona do ferry perto de Miyajima. Reserve online comboios de e para Hiroshima na Rail Monsters.