昆明作为国家铁路网的重要节点和云南铁路动脉的重点，是12条铁路干支线组成的铁路枢纽站，主要线路有：沪昆铁路、成昆铁路、南昆铁路、内昆铁路、昆丽铁路、昆河铁路等，沪昆客运专线、京昆客运专线、昆曼高速铁路、云桂快速铁路、成昆快速铁路、环滇池铁路在建。

    昆明的第一条铁路是法国修筑的滇越铁路（今称昆河铁路），通往越南，1910年通车。直到1966年以前，这条米轨铁路一直是昆明与外界联系的主要通道，昆明也成为中国唯一一个“火车不通国内通国外”的省会城市，被称为“云南十八怪”之一。昆河铁路目前是中国唯一一条米轨铁路，起点站昆明北站位于昆明市区北部，曾经每天有一班列车开往中越边境的河口，每周有两班列车开往越南首都河内。目前该铁路以货运为主，客运已基本停止，仅存石咀经昆明北至王家营的市郊列车，上午、下午各一趟。1966年以后，从昆明通往外省的数条铁路陆续通车，包括昆明至贵阳的贵昆铁路（1966年通车，全长640km）、昆明至成都的成昆铁路（1970年通车，全长1100km）、昆明至内江的内昆铁路、昆明至南宁的（南昆铁路）（全长900km）等；此外还修筑了省内线路如广通至大理的广大铁路、昆明到玉溪的昆玉铁路。并将在日后作为泛亚铁路南路终点。2010年时速为350km/H的沪昆高铁和云桂铁路相继开工建设，云南开始迈入高铁时代。