益阳境内目前有三条普速铁路和一条高速铁路运营，正线全长199.16公里。其中沪昆铁路为双线电气化普速铁路，经过安化县境，境内长36.8公里；石长铁路2016年完成改造，为双线电气化普速铁路，经过赫山区、益阳高新区、桃江县，境内长66.7公里；洛湛铁路（石门至娄底段）为单线内燃机车牵引普速铁路，经过桃江县、赫山区，境内长38.6公里。常益长铁路为设计时速350公里/h的高速铁路，是国家“八纵八横”客运主通道“厦渝”通道的组成部分，常德至益阳段也是另一条铁路客运主通道“呼南”通道的组成部分。常益长铁路在益阳境内有57.06公里，设益阳南站。

　　未来益阳将构建对外高速联通、枢纽衔接顺畅的现代化铁路网络，形成对外5个方向的“大”字形对外高铁主骨架、“一纵两横”城际铁路网络、“两纵一横”大能力普速铁路通道。