铁路纵贯山东省西部，设计时速350公里。此外还有河北省石家庄至德州的石德铁路、邯郸至济南的邯济铁路，河南新乡至兖州的新兖铁路，以及省内兖州至日照的兖石铁路等。济西站是山东省最大的铁路枢纽站，其汇通的铁路线是：济南枢纽（京沪-胶济-邯济）。其他还有：青岛枢纽（胶济-胶新-胶黄-蓝烟）、德州枢纽（京沪-石德，北京铁路局管）、兖州枢纽（京沪-新兖-兖石）、菏泽枢纽（京九-新兖）。按照铁道部的划分，山东省内现有特等火车站4个，分别为济南站（客货运车站）、济西站（全国十大路网级货运编组站之一）、济南西站（京沪高速