株洲是京广铁路干线和沪昆铁路干线的交汇处。株洲铁路枢纽是中国华南地区重要的铁路枢纽之一，其是由京广铁路和沪昆铁路在城区交汇形成的十字型铁路枢纽，此外还有武广客专连接长沙南站与衡阳东站。株洲素来有“被火车拖来的城市”之称。

株洲火车站为客运站，位于芦淞区芦淞区人民南路以东。京广铁路与沪昆铁路交汇于本站内；北站为货运站，位于石峰区北站路以西。全国十大路网性编组站，是沟通华东、华南、西南和北方的铁路交通枢纽；西站位于天元区群丰镇，北接长沙南站南连衡阳东站。