内设有多个火车站，其中，株洲北站为特等编组站，株洲站为客运特等站，高铁株洲西站为武广客运专线上最大的中间站。随着2013年12月28日衡茶吉铁路货运开通，株洲实现“县县通铁路”。此外，负责生产国铁机车的中车株洲电力机车厂房，亦设于株洲铁路枢纽内，并接驳株洲北站，而附近亦设有中车株洲电力机车研究所及中车时代电气工厂。长株潭城际铁路在株洲全长约23.7千米，设、、大丰、株洲、5个车站，从北至南经过白马垄、轨道科技城、云龙新城、株洲旧城区和七斗冲区域。通车后，株洲市中心到长沙市中心将仅需二十余分钟。Se