Вальядолід є ключовим залізничним вузлом в Іспанії, що забезпечує сполучення з різними містами. Головна станція, Вальядолід-Кампо Ґранде, пропонує послуги до Мадрида, з поїздами AVE, які здійснюють подорож за менш ніж дві години. Крім того, станція сполучається з містами, такими як Бургос, Леон і Саламанка, через регіональні потяги. Станція Вальядоліда має кілька платформ та зручностей для подорожуючих. Залізнична мережа міста інтегрується з більш широкою іспанською залізничною системою, включаючи як приміські, так і далекі маршрути.