山东的铁路已形成比较完备的网络，铁路客运几乎覆盖了省内所有城市。境内铁路有京沪线（途经山东省的德州、济南、泰安、兖州、枣庄）、京九线（途经山东省的聊城、菏泽）、胶济线、蓝烟线、桃威线、兖石线、新兖线、淄东线等。主要铁路枢纽有济南（京沪线、胶济线交汇处）、德州（京沪线、石德线交汇处）、兖州（京沪线、新兖线、兖石线交汇处）、菏泽（京九线、新兖线交汇处）。兖石铁路最东端的港口城市日照，被国家批准为新亚欧大陆桥东方桥头堡之一。