株洲是“十字型”国家级铁路枢纽，和郑州并称“北郑南株”。市域内主要有株洲站（京广线客货运输特等站、长株潭城际铁路株洲段站点）、醴陵站（浙赣线客运二等站）、株洲北站（京广线货运、编组特等站）、株洲西站（京广高铁客运站一等站）、醴陵东站（沪昆客运专线）。2014年7月1日建成通车的吉衡铁路在株洲南3县设有攸县南站、茶陵南站、炎陵站3个客运火车站 [16]
株洲有“火车拖来的城市”之称，是中国重要的铁路枢纽之一。京广、沪昆2大铁路干线在这里十字交汇，株洲站是中国客货运输特等站之一，平均每3分钟接发列车一次，日接发车达230趟之多，日均客流量1.6万人，2015年株洲火车站总共发送旅客584.9万人。株洲北站是全国最重要的12个路网性编组站之一，同时也为特等站（原双向三级七场），日均办理车16000辆，解编11000辆，株洲为铁路双特等站城市。