Мадрид є центральним залізничним вузлом Іспанії, розташованим у точці перетину головних швидкісних коридорів країни. У місті є кілька великих пасажирських станцій, серед яких провідними є Madrid Puerta de Atocha - Almudena Grandes та Madrid Chamartin - Clara Campoamor. Renfe, Iryo та Ouigo Espana виконують далекі рейси з Мадрида, роблячи столицю головною пересадковою точкою для національних залізничних подорожей.
Залізничні послуги Мадрида включають поїзди AVE, Avlo, Alvia, Avant і Media Distancia від Renfe, а також конкуруючі швидкісні рейси від Iryo та Ouigo Espana на окремих коридорах. Atocha обслуговує багато швидкісних напрямків на південь, схід і до Середземномор'я, тоді як Chamartin важливий для півночі Іспанії, Галісії, Астурії та окремих швидкісних маршрутів. Renfe Cercanias також з'єднує залізничні станції Мадрида з Aeropuerto T4.
Залізничні маршрути з Мадрида прямують на північний схід до Сарагоси та Барселони, на схід до Валенсії та Аліканте, на південь до Кордови, Севільї, Малаги та Гранади, а на північ до Вальядоліда, Леона, Ов'єдо, Сантандера та Більбао. Поїзди до Мадрида також сполучаються з регіональними містами по всій Кастилії та центральній Іспанії. Бронюйте поїзди з Мадрида та до Мадрида онлайн на Rail Monsters.