O sistema ferroviário da Bahia interliga com as principais ferrovias brasileiras e importantes portos marítimos e fluviais, com acesso direto aos portos de Salvador, Aratu, Vitória (ES), Angra dos Reis (RJ), Pirapora (MG) e Juazeiro (BA), sendo os dois últimos sobre o Rio São Francisco.
O principal eixo de conexão ferroviária entre a Bahia e as regiões Nordeste, Sudeste e Centro-Oeste é a Ferrovia Centro-Atlântica, controlada pela Vale, com acesso aos principais portos localizados nos estados da Bahia, São Paulo e Rio de Janeiro e está na área de influência do Terminal Marítimo Inácio Barbosa, em Sergipe. Faz também ligação com outras ferrovias como MRS, Transnordestina e Ferroban, possibilitando a conexão com os maiores centros consumidores do Brasil e do Mercosul..
Outro eixo ferroviário importante na Bahia é a Ferrovia de Integração Oeste-Leste, com 1.527 km de extensão, ligando as cidades de Ilhéus, Caetité e Barreiras – no estado da Bahia – a Figueirópolis, no estado do Tocantins, região Centro-Oeste do Brasil. Como parte dos investimentos no Programa Aceleração do Crescimento (PAC) do Governo Federal, a Ferrovia favorecerá o escoamento da produção do agronegócio, polos graneleiros e de fibra, biocombustíveis, mineração e comércio, transformando a Bahia no principal corredor para o transporte de produtos provenientes da região Nordeste do Brasil. Em construção, ela envolve investimentos de R$ 7,43 bilhões até 2015, formando um corredor de transporte que otimizará a operação do Porto Sul, em Ilhéus, e ainda abrirá nova alternativa de logística para portos no norte do país atendidos pela Ferrovia Norte-Sul e Estrada de Ferro Carajás.
Também está em construção a Ferrovia Polo-Porto, ligando o Polo Industrial de Camaçari ao Porto de Aratu, com 22 km de extensão.