武汉是中国六大铁路客运中心之一，武汉铁路枢纽是中国四大铁路枢纽之一。
截止2020年湖北省高速铁路线网包括已开通运营的京广高速铁路、武九高速铁路、汉十高速铁路、郑渝高速铁路郑襄段以及在建中的郑渝高速铁路襄万段、荆荆高速铁路等6条线路。
快速铁路则包括沪汉蓉快速铁路、武咸城际铁路、武冈城际铁路、武石城际铁路、武孝城际铁路等5条线路。
其他未开工建设但已有规划的线路包括武贵高速铁路湖北段、沿江高速铁路武宜段、沿江高速铁路武合段、襄荆高速铁路、西十高速铁路湖北段等。
湖北省高速铁路
京广高速铁路湖北段（北京至广州）：
又称京广客运专线，2012年全线开通运行，设计时速350公里/小时，湖北段全线设置孝感北、横店东（未开通）、武汉、咸宁北、赤壁北等5个站点。
武九高速铁路湖北段（武汉至九江）：
又称武九客运专线，2017年全线开通运行，设计时速250公里/小时，湖北段全线设置武汉、花山南、左岭、葛店南、华容南、鄂州、鄂州东、花湖、黄石北、大冶北、白沙铺、阳新、枫林等13个站点。
汉十高速铁路云梦东至十堰段（武汉至十堰）：
又称汉十客运专线，2019年全线开通运行，设计时速350公里/小时，全线设置云梦东、安陆西、随州南、随县、枣阳、襄阳东、谷城北、丹江口、武当山西、十堰东等10个站点。
郑渝高速铁路郑襄段（郑州至襄阳）：
又称郑渝客运专线，2019年全线开通运行，设计时速350公里/小时，湖北段全线设置襄阳东1个站点。
郑渝高速铁路襄万段（襄阳至万州，在建）：
又称郑渝客运专线，2016年全线动工建设，设计时速350公里/小时，湖北段全线设置南漳、保康、神农架、兴山、巴东北等5个站点。
荆荆高速铁路（荆州至荆门，在建）：
又称荆荆客运专线，2020年9月动工建设，设计时速350公里/小时，全线设置荆门西、十里铺、荆州等3个站点。
湖北省快速铁路
沪汉蓉快速铁路湖北段（上海至成都）：
又称沪汉蓉快速客运专线，2014年全线开通运行，设计时速200-250公里/小时（利川至宜昌段160公里/小时），湖北段全线设置麻城北、红安西、汉口、汉川、天门南、仙桃西、潜江、荆州、枝江北、宜昌东、巴东、建始、恩施、利川等14个站点。
武咸城际铁路（武汉至咸宁）：
2013年全线开通运行，设计时速250公里/小时国铁I级城际快速铁路，全线设置武昌、南湖东、汤逊湖、庙山、普安、纸坊东、乌龙泉南、土地堂东、山坡东、贺胜桥东、横沟桥东、咸宁东、咸宁南等12个站点。
武石城际铁路（武汉至黄石）：
2014年全线开通运行，设计时速250公里/小时国铁I级城际快速铁路，全线设置武汉、花山南、左岭、葛店南、华容南、鄂州、鄂州东、花湖、黄石北、大冶北等10个站点。
武冈城际铁路（武汉至黄冈）：
2014年全线开通运行，设计时速200公里/小时国铁I级城际快速铁路，全线设置武汉、花山南、左岭、葛店南、华容东、黄冈西、黄冈、黄冈东等8个站点。
武孝城际铁路（武汉至孝感）：
2019年全线开通运行，设计时速200-250公里/小时国铁I级城际快速铁路，全线设置汉口、后湖、金银潭、天河机场、天河街、闵集、毛陈、槐荫、孝感东、云梦东等10个站点。
