在云林县政府前增设台铁云林站，新建台铁捷运化虎尾支线,已列入前瞻计画中；斗南车站也将改建为跨站式站房，其斗南车站工程已在施工中。台湾高速铁路从该县中部地区穿过，并在虎尾镇北境的高铁特定区设高铁云林站。由于地理条件适合种蔗，云林成为台湾重要糖乡；台湾最后一条仍在运作的台湾糖业铁路——马光厝线,俗称虎尾铁支路即位在该县境内，当前以运货为主，前瞻计画并纳入将之恢复客运观光。有经过县境内的南北平行预备线（北港线、西螺线、大林厂际线）和全线皆在县境内的「省铁联络线」斗南线，以及原料线崙背线、猫儿干支