鐵路，是綜合交通運輸體系的骨干，是經濟社會發展的大動脈。截止目前，山東全省以貨運為主的“四縱四橫”鐵路網項目全部開工建設，同時，環渤海地區山東省城際軌道交通網規劃也有序開展。未來山東將打造客貨分離、貨暢其流、客暢其行的路網新格局。

在日照港，遠在西部的山西每年有5000萬噸的貨物通過新荷兗日鐵路線的列車從港口接卸裝船。起始于青日煙威的貨運專線將港口業務腹地延伸至中西部地區，青連鐵路、煙大膠新鐵路等一條條貨運通道則貫通南北。從2008年山東省制定出臺十二五鐵路建設規劃，到去年年底，全省“四縱四橫”鐵路網規劃的項目全部建設實施，構建起了山東主要的貨運鐵路大通道。鐵路通車里程5412公里，比2008年新增2083公里。提高了沿海港口的集疏運能力，緩解了山東省能源運輸的瓶頸制約。

貨物流動更加便捷，鐵路客運也在提速。眼下雖已進入隆冬時節，在濟南華山，總投資14億元石濟客運專線的齊濟黃河橋工程仍在加緊施工。這也是黃河下游第一座公鐵兩用橋。 按照規劃，建成通車后，濟南至石家莊將實現1小時直達。隨著環渤海地區山東省城際軌道交通網規劃的展開，山東未來將形成"三縱三橫"的快速鐵路網，涵蓋全部17市，城際軌道交通網總里程將達3753公里，實現省內貫通，并連接北京上海和西部省份。按照規劃，到2030年，全省營運里程將達8500公里左右，其中高速鐵路通車里程至少達到3100公里，構建起客貨分離、貨暢其流、客暢其行、干支完備的鐵路客貨運網絡。