La région dispose d'un nombre de villes important desservies par le TGV.
La liaison TGV Paris-Grenoble dessert la gare et aéroport international de Lyon Saint-Exupéry.
Ponctuellement la gare de Bourg-Saint-Maurice devient l'une des gares les plus fréquentées de Rhône-Alpes. Pendant les week-ends des vacances d'hiver, des TGV venant de Paris ou de Bruxelles desservent la gare.
La ligne ferroviaire Lyon-Saint-Étienne, est une des lignes régionales de province en France les plus fréquentées. La liaison Mâcon-Lyon est également très fréquentée.
Un projet de RER baptisé Réseau express de l'aire urbaine lyonnaise, soit REAL est à l'étude, ce qui en ferait le premier RER hors de Paris en France.
Un autre projet est en cours de réalisation à Grenoble. Il s'agit de densifier le réseau ferré, afin d'y faire circuler des trains de banlieue, très régulièrement, entre les 5 gares de l'agglomération. Ce projet aurait pour but de remplacer le métro, irréalisable à Grenoble, à cause de la présence de nappes phréatiques.
Enfin, Rhône-Alpes dispose de lignes ferroviaires touristiques circulant au cœur de paysages à intérêt particulier :
12 autorités organisatrices de transport en commun sont implantées en Rhône-Alpes
Les trois plus grandes villes de Rhône-Alpes sont équipées en tramway et disposent d'un réseau de bus important. La plus grande, Lyon, bénéficie en plus de quatre lignes de métro. Lyon et Saint-Étienne ont conservé leurs lignes de trolleybus (seules villes en France avec Limoges) et enfin, Saint-Étienne est une des seules villes françaises (la seule dans la Région) à avoir conservé son tramway (en service depuis 1881).
De nombreuses villes ont également leurs réseaux de bus (Valence [la CTAV], Chambéry [la STAC], Villefranche-sur-Saône, Roanne, etc.). Il y a également des réseaux de cars inter-départementaux.
En hiver, des lignes supplémentaires ouvrent pour relier les vallées aux stations de ski. C'est par exemple le cas entre Grenoble et Chamrousse.
Enfin, l'aéroport de Lyon Saint-Exupéry est accessible en navette régulière depuis les grandes villes environnantes, à savoir Lyon, Saint-Etienne, Grenoble et Chambéry. Il y a également des liaisons entre Grenoble Saint-Geoirs et Grenoble ainsi qu'entre Saint-Etienne Bouthéon et Saint-Etienne.
La région Rhône-Alpes est en profonde mutation en ce qui concerne son réseau Ferroviaire et de nombreux projets sont en cours de développement à savoir le Réseau express de l'aire urbaine lyonnaise, Le Projet Ferroviaire de l'Est Lyonnais, le Tram-train de l'Ouest lyonnais. La région est aujourd'hui soucieuse d'univier les départements dans le domaine des transports comme on peut le remarquer depuis la création de Multitud'.