Вальядолид является ключевым железнодорожным узлом в Испании, обеспечивая связи с различными городами. Главный вокзал, Вальядолид-Кампо Гранде, предлагает услуги по маршруту в Мадрид, высокоскоростные поезда AVE обеспечивают поездку менее чем за два часа. Кроме того, с вокзала есть соединения с такими городами, как Бургос, Леон и Саламанка при помощи региональных поездов. На вокзале Вальядолида предусмотрено несколько платформ и удобств для путешественников. Железнодорожная сеть города интегрируется с более широкой испанской железнодорожной системой, включая как пригородные, так и дальние поездки.