主要有京沪铁路、京九铁路、京沪高速铁路、蓝烟铁路等铁路。京沪铁路最为繁忙，在山东境内有三条复线，其中一条是货运专用。蓝烟铁路连接青岛、烟台两大港口。东西走向的主要有胶济铁路、胶济客运专线等铁路。2006年胶济铁路电气化改造完成，成为山东省的第一条电气化铁路，2008年建成胶济客运专线，实现了客货分运，最高时速可以达到200公里。还有石德铁路、兖石铁路、邯济铁路、新兖铁路及一些通往矿区的支线。省境内枢纽性的铁路枢纽及其汇通的铁路线列举如下：济南枢纽（京沪-胶济-邯济）、青岛枢纽（胶济-胶新-胶黄-蓝烟