Coimbra situa-se no principal eixo ferroviário norte-sul de Portugal, entre Lisboa e Porto, o que a torna uma paragem importante na rede nacional da CP. A cidade é servida por duas estações de passageiros: Coimbra-B, na Linha do Norte, para comboios de longo curso, e a estação de Coimbra, no centro da cidade, para ligações locais e regionais. Este par de estações confere a Coimbra um papel claro como centro ferroviário do Portugal Central, em vez de cidade terminal.
Os comboios de Coimbra incluem serviços Alfa Pendular, comboios Intercidades, serviços InterRegional e Regional, e comboios locais da CP entre Coimbra-B e a estação de Coimbra. Coimbra-B é a principal estação ferroviária para bilhetes de comboio de longo curso, enquanto a estação de Coimbra é utilizada para acesso ao centro da cidade e deslocações mais curtas na rede local. Portugal não opera atualmente comboios de alta velocidade através de Coimbra, mas o Alfa Pendular é o serviço convencional de longo curso mais rápido na rota.
As rotas ferroviárias a partir de Coimbra seguem para sul em direção a Lisboa, Santarém e à ligação ao Algarve, para norte em direção a Aveiro, Porto, Braga e Guimarães, e regionalmente em direção à Figueira da Foz e a localidades ao longo do corredor do Mondego. Reserve online comboios de e para Coimbra na Rail Monsters.