La città di Bologna conta 13 stazioni ferroviarie quotidianamente utilizzate per il servizio viaggiatori, di cui sette gestite da Rete Ferroviaria Italiana e sei da Ferrovie Emilia Romagna.
La stazione principale è la stazione di Bologna Centrale, uno dei principali snodi di trasporto d'Italia, da cui si diramano diverse linee nazionali (tradizionali e alta velocità) e regionali.
Il servizio ferroviario metropolitano di Bologna consiste di otto linee radiali che collegano Bologna Centrale ai principali centri della città metropolitana di Bologna, spingendosi fino ad Alto Reno Terme (BO), Vignola (MO), Modena, Poggio Rusco (MN), Ferrara, Portomaggiore (FE), Imola e San Benedetto Val di Sambro (BO).