Pombal situa-se na Linha do Norte de Portugal, o principal corredor ferroviário do país entre Lisboa, Coimbra, Aveiro e Porto. A cidade tem uma estação principal de passageiros, Pombal, servida pela Comboios de Portugal, geralmente conhecida como CP. A sua localização dá a Pombal acesso tanto a comboios de longo curso como a serviços regionais em todo o centro de Portugal.
Os comboios de Pombal incluem serviços de longo curso Alfa Pendular e Intercidades em partidas selecionadas, além de comboios Regionais e InterRegionais para viagens mais curtas ao longo da mesma linha ferroviária norte-sul. A estação de Pombal é a principal estação ferroviária da cidade e gere os serviços ferroviários reserváveis para bilhetes de comboio de Pombal, com a maioria das rotas a seguir a Linha do Norte em vez de se ramificarem em linhas locais separadas.
As rotas ferroviárias a partir de Pombal seguem para sul em direção a Entroncamento, Santarem e Lisboa, para norte em direção a Coimbra, Aveiro e Porto, e atravessam o centro de Portugal através de ligações em estações de entroncamento maiores. Pombal não tem uma estação ferroviária direta para o aeroporto, pelo que as viagens para o aeroporto normalmente usam o comboio para Lisboa ou Porto, seguido de transferência local para o aeroporto. Reserve online os comboios de e para Pombal na Rail Monsters.