Токіо є головним пасажирським залізничним вузлом Японії та точкою, де кілька національних залізничних коридорів сходяться у мережу столичного регіону. У місті є кілька великих міжміських вокзалів, зокрема Tokyo Station, Shinagawa, Ueno, Shinjuku та Ikebukuro. JR East і JR Central є основними перевізниками для далеких поїздів до Токіо та з Токіо, а додаткові залізничні сполучення з аеропортами обслуговують JR East і Keisei Electric Railway.
Tokyo Station є головною станцією для сервісів Shinkansen, де JR Central обслуговує Tokaido Shinkansen у західному напрямку, а JR East — Tohoku, Joetsu, Hokuriku, Yamagata та Akita Shinkansen на північ і північний захід. Shinagawa також обслуговує відправлення Tokaido Shinkansen, тоді як Ueno приймає окремі поїзди JR East Shinkansen і регіональні рейси. Narita Express і Keisei Skyliner забезпечують залізничне сполучення між центральним Токіо та аеропортом Narita.
Залізничні маршрути з Токіо прямують на захід до Nagoya, Kyoto, Osaka та Hiroshima, на північ до Sendai, Morioka, Akita та Aomori, на північний захід до Nagano та Kanazawa, а також у межах регіону Kanto до Yokohama, Kamakura, Nikko та Narita. Бронюйте поїзди до Токіо та з Токіо онлайн на Rail Monsters.