虎尾镇有台湾高速铁路经过，其在云林县之主车站云林车站亦在虎尾镇境内。台铁在镇内未有线路。
台湾糖业铁路.虎尾糖厂辖下之运蔗铁路，自1911年以来即兼营客运、成为地方重要交通工具，也使虎尾位居辐辏之地，计有云虎线（斗六方面）、北港线（嘉义方面）、龙巖线（台西方面）、西螺线（西螺方面）、莿桐线（莿桐方面）。昔日的虎尾车站仍保留，但公路发达后，1978年全面撤废而停驶，现仅余马公厝线运蔗。2015年配合高铁云林站通车，云林县政府规划过往虎尾糖铁复驶连结虎尾市区及高铁车站。2017年