Quảng Châu là điểm cuối của tuyến đường sắt cao tốc Bắc Kinh-Quảng Châu, Quảng Châu-Thâm Quyến, Quảng Châu-Mậu Danh và Quảng Châu-Hàng Châu-Sán Đầu. Vào cuối năm 2009, tuyến đường sắt cao tốc Vũ Hán-Quảng Châu đã bắt đầu dịch vụ với nhiều đoàn tàu chạy dài 980 km (608,94 dặm) với tốc độ tối đa 320 km/h. Vào tháng 12 năm 2014, Đường sắt cao tốc Quý Dương-Quảng Châu và Đường sắt Nam Ninh- Quảng Châu bắt đầu dịch vụ với các đoàn tàu chạy với tốc độ tối đa là 250 km/h và 155 km/h (124 mph). Tàu Quảng Đông qua ga khởi hành từ ga đường sắt Quảng Châu phía Đông và đến trạm Hungfer Hom KCR ở Cửu Long, Hồng Kông. Tuyến này dài khoảng 182 km (113 dặm) và chuyến đi mất ít hơn hai giờ. Dịch vụ huấn luyện thường xuyên cũng được cung cấp với các huấn luyện viên khởi hành mỗi ngày từ các địa điểm khác nhau (chủ yếu là các khách sạn lớn) quanh thành phố. Một số đường sắt khu vực chiếu từ Quảng Châu bắt đầu hoạt động như Đường sắt liên tỉnh Quảng Châu - Chu Hải và đường sắt Intercity Quảng Châu - Triệu Khánh.