El parque nacional es atravesado por los ferrocarriles Madrid-Ávila, Madrid-Segovia y Madrid-Burgos, que conectan por vía férrea Madrid con toda la mitad norte de la península, si bien estas líneas ya se han quedado anticuadas y se han sustituido en parte por el nuevo túnel ferroviario que se ha construido entre Miraflores de la Sierra y Segovia para trenes de alta velocidad AVE.