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。
昆明站
昆明中心站，沪昆铁路、成昆铁路、南昆铁路、内昆铁路、昆丽铁路列车终到站，共82对列车。
昆明南站
位于呈贡新区中心，将于2015年投入运营，成为西部地区领先和西南第一的火车站，沪昆客运专线、京昆客运专线、云桂快速铁路、环滇池铁路、城市米轨铁路终到站，所有动车组停靠站。现以货运为主，建有南站货运集装箱中心，南昆线慢车停车站，共四对列车经停。
昆明北站
货运列车站，昆河铁路停车站，目前仅有从昆明市区石咀站——王家营站列车经停。我国目前仅存的米轨铁路在此车站保留，米轨铁路现正申报世界遗产。
昆明东站
昆明最大的货场站。
昆明西站
货运为主，成昆铁路慢车停靠站，共四对列车经停。
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