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La ligne Paris-Clermont-Ferrand est une des principales lignes ferroviaires radiales françaises, reliant Paris à la capitale de l'Auvergne. Construite relativement tard par rapport aux autres grandes radiales, elle n'a profité que récemment de quelques améliorations, notamment l'électrification à la fin des années 1980. Cependant cette ligne apparaît toujours comme étant une ligne en impasse : elle n'est prolongée au-delà de Clermont-Ferrand par aucune ligne ferroviaire majeure (les lignes au delà étant toutes à voie unique à partir d'Arvant, et aucune n'est électrifiée), et les Corails sont tous terminus à Clermont-Ferrand, sauf le Cévenol qui se prolonge sur la ligne des Cévennes ainsi que l' Aubrac sur la ligne des Causses .
Actuellement , il existe huit aller-retours quotidiens Paris - Clermont Ferrand , dont 6 sont assurés en Corail Téoz. Les temps de parcours varient entre 3h10 (pour le train sans arret de Paris à Clermont) à 3h40 pour les trains desservant Nevers, Moulins, Saint-Germain-des-Fossés, Vichy et Riom.
Une électrification prochaine de la transversale Lyon-Nantes, via Saint-Germain-des-Fossés, Saincaize et Vierzon, est prévue par la SNCF, ce qui devrait permettre de sortir un peu Clermont-Ferrand de son isolement ferroviaire. A plus long terme, le projet de LGV Massif Central envisage de relier Clermont-Ferrand à Paris, mais aussi au sud-est de la France et à l'Atlantique, par ligne à grande vitesse.
Cette ligne a pour terminus parisien la Gare de Lyon et suit le même itinéraire que la ligne Paris-Dijon de Paris à Moret-sur-Loing. Cette bifurcation est une bifurcation à niveau, sans saut de mouton au niveau de la gare de Moret.