Bilbao é o principal nó ferroviário de Biscaia e uma das cidades ferroviárias-chave da rede do norte de Espanha. A cidade tem vários terminais ferroviários de passageiros que servem diferentes sistemas: Bilbao-Abando Indalecio Prieto para serviços de longa distância da Renfe e comboios regionais de bitola larga, Bilbao-Concordia para serviços de bitola métrica e estações da Euskotren para rotas regionais do País Basco.
Os comboios de Bilbao incluem serviços Renfe Alvia e Intercity em rotas de longa distância, serviços Media Distancia e Cercanias no norte de Espanha, comboios Cercanias AM de bitola métrica ao longo do corredor Cantábrico e comboios regionais da Euskotren em todo o País Basco. Bilbao-Abando é a principal estação de comboios para bilhetes de comboio intermunicipais, enquanto Bilbao-Concordia trata do transporte ferroviário regional de bitola mais estreita.
As rotas ferroviárias a partir de Bilbao seguem para sul em direção a Madrid, Miranda de Ebro e o interior de Espanha, para leste através do País Basco em direção a San Sebastián, para oeste ao longo da costa cantábrica em direção a Santander e para norte através dos corredores ferroviários locais de Biscaia. Barcelona, Zaragoza, Vitoria-Gasteiz e León também surgem no planeamento ferroviário de Bilbao através de comboios diretos ou ligações subsequentes. Reserve online comboios de e para Bilbao na Rail Monsters.