En France, le transport ferroviaire est marqué par une nette prédominance du trafic voyageurs, tiré en particulier par la grande vitesse ferroviaireEn 2002, le trafic à grande vitesse de la SNCF représentait à lui seul plus de la moitié du trafic européen à grande vitesse, soit 39,9 milliards de voyageurs-kilomètres sur un total de 68,6 milliards. Source : Union internationale des chemins de fer (UIC), citée par Quid 2005 (p.1807c, « Trafic à grande vitesse en Europe »)., par rapport au trafic fret.

La Société nationale des chemins de fer français (SNCF), qui bénéficie d'une situation de quasi-monopole dans l'exploitation de services sur le réseau ferré national géré par SNCF Réseau, est ainsi la deuxième entreprise ferroviaire européenne pour le transport de voyageurs et la cinquième mondiale avec 100,2 milliards de voyageurs-kilomètres en 2017 derrière les RZD (Russie)Source : UIC, citée par Quid 2005 (p.1803, « Statistiques ferroviaires en Europe »), alors qu'elle n'est que la cinquième pour le fret, avec 32 milliards de tonnes-kilomètres en 2013 derrière les RZD (Russie), UZ (Ukraine), DB (Allemagne) et PKP (Pologne)Source : UIC, citée par Quid 2005 (p.1803, « Statistiques ferroviaires en Europe »)..

La première ligne de chemin de fer du pays a été construite en 1827, pour relier Saint-Étienne à Andrézieux. Le réseau a bénéficié d'un renouveau majeur depuis 1981 avec l'arrivée du TGV, dont le réseau a été progressivement étendu au cours des décennies qui ont suivi.

En 2017, le trafic voyageurs national s'élevait à 1,762 milliard de voyages par an, parmi lesquels 1,270 milliard sur le réseau SNCF et 493 millions sur les sections RATP du RER (réseau de transport en commun à gabarit ferroviaire qui dessert Paris et son agglomération).

Le réseau national et régional (TER) est complété par un nombre important de réseaux urbains qui continuent à croître rapidement. 6 villes françaises sont desservies par un métro (Lille, Lyon, Marseille, Paris, Rennes et Toulouse). 28 agglomérations sont également desservies par un réseau de tramway, parmi lesquels 20 ont été inaugurés au cours du .

La part du fret ferroviaire a été réduite de moitié en 20 ans, pour ne plus représenter que 10 % en 2018.. En 2021, avec une aide annuelle de d’euros, le gouvernement prolonge la stratégie nationale d’un doublement de la part modale du fret ferroviaire d’ici à 2030. Il ne constitue que 9 % du transport intérieur de marchandises, tandis que le fret routier en assure 90 %. Cet objectif figurait aussi dans les conclusions de la convention citoyenne pour le climat..

Histoire

thumb|La gare de Courseulles-sur-Mer (Calvados) à la fin du , située sur une ligne d'intérêt local fermée en 1950.|alt=|gauche

L'histoire des chemins de fer français débute au début du . Elle consiste en sept grandes phases qui ont en commun une forte volonté politique de l'État dans les orientations choisies et les moyens mis en œuvre. Cependant, la France a longtemps possédé un important réseau secondaire, appartenant à des compagnies privées, à voies métriques et étroites.

La première ligne de chemin de fer en France a été concédée le 26 février 1823, par ordonnance du roi Louis XVIII ; il s'agit de la ligne de Saint-Étienne à Andrézieux (dans la Loire), longue de 23 kilomètres, concédée à perpétuité à MM. Beaunier et de Gallois pour le transport de houille84-85. Cette ligne, fut mise en service le 30 juin 1827 et est donc la première d'Europe continentale ; la traction des wagons était réalisée par des chevaux. La ligne de Saint-Étienne à Lyon, d'une longueur de 58 kilomètres, est à son tour concédée le 7 juin 1826 aux frères Seguin ; la ligne fut ouverte de 1830 à 183285-87. Dès 1831, les voyageurs sont admis sur cette dernière ligne. C'est à cette date que commence le transport de voyageurs en France. Dès 1834, des voitures directes sont mises en service de Roanne à Lyon par Saint-Étienne soit plus de 140 km.

thumb|Le réseau ferroviaire en 1856, entièrement tourné vers Paris.|alt=

Mais pour promouvoir sérieusement le chemin de fer, il faut créer une ligne de transport de voyageurs au départ de la capitale. C'est chose faite le 24 août 1837, grâce aux frères Pereire, avec l'inauguration de la ligne Paris - Saint-Germain-en-Laye, d'une longueur de 19 kilomètres parcourus en 25 minutesClaude Bordas, Marc Gayda, De Saint-Germain-en-Laye à Marne-la-Vallée, Éd. de l'Ormet, 1992 et construite par l'ingénieur Eugène Flachat137-138 ; en 1839 et 1840, c'est au tour des lignes de Versailles-Rive-Droite et Versailles-Rive-Gauche d'ouvrir au public. Enfin, en 1838, Baptiste Alexis Victor Legrand trace le réseau grandes lignes en étoile centrée sur Paris, connu sous le nom d'étoile de Legrand, similaire au réseau routier du , et qui influença fortement la géographie économique et sociale de la France141-143 et 148-150.. À noter que Legrand reprend pratiquement à l'identique le mémoire que Pierre Michel Moisson Desroches a envoyé à Napoléon en 1814.

Le , la loi relative à l'établissement des grandes lignes de chemins de fer ou « Charte » des chemins de fer, fixe le régime des chemins de fer en France et crée un modèle original de partenariat public-privé148-150.. L'État devient propriétaire des terrains choisis pour les tracés des voies et il finance la construction des infrastructures (ouvrages d'art et bâtiments). Il en concède l'usage à des compagnies qui construisent les superstructures (voies ferrées, installations), investissent dans le matériel roulant et disposent d'un monopole d'exploitation sur leurs lignes.

Le réseau se développe alors rapidement, en particulier à partir du Second Empire. Au milieu des années 1850, il est possible, depuis Paris, d'atteindre Bayonne, Toulouse, Clermont-Ferrand, Marseille, Bâle ou encore DunkerqueFigure 11, Les différentes phases du développement ferroviaire français ; dix ans plus tard, le maillage du réseau a commencé, avec les premières lignes transversales. Peu à peu, les fusions et rachats successifs de compagnies donnent lieu au partage du réseau entre six grandes compagnies, celles du Nord, de l'Est, de l'Ouest, du Paris-Lyon-Méditerranée, du Paris-Orléans et du Midi, cette dernière étant la seule à ne pas desservir la capitale. Des réseaux d'intérêt local naissent parallèlement entre la fin du et le début du , mais ferment leurs portes à partir des années 1930, victimes de leur lenteur et de la concurrence routière439-440..

thumb|Le réseau ferroviaire d'intérêt général en 1930, soit son apogée en termes de longueur. Le , un décret-loi approuve la nationalisation des réseaux et la Convention concernant la constitution de la SNCF. Celle-ci est effective le , avec le statut d’une société d'économie mixte dans laquelle l’État détient la majorité. Les concessions et les actifs (à l'exception du domaine privé) sont transférés à la société nouvellement créée. Pierre Guinand est nommé comme premier président de la SNCF. Le , à l'expiration de la convention de 1937, le statut de la SNCF est transformé, et devient un établissement public à caractère industriel et commercial tout en gardant son sigle SNCF. Ces mesures s'insèrent dans le cadre de la loi d'orientation des transports intérieurs (LOTI) du .

Alors que les services voyageurs de la SNCF stagnaient au cours des Trente Glorieuses face à la concurrence de l'automobile et de l'avion, le trafic est à nouveau en augmentation depuis les années 1980. Cette croissance est tout d'abord due à l'essor du réseau à grande vitesse depuis le lancement du TGV sur la ligne Paris-Lyon en 1981 ; elle est également due à la hausse du trafic régional (TER) depuis les premières signatures de conventions entre la SNCF et les régions à la fin des années 1990.

La fin des années 1990 et les années 2000 mettent en œuvre les réformes prévues par l'Union européenne, parmi lesquelles la séparation entre infrastructure et exploitation conduisant à la création de Réseau ferré de France (RFF) en 1997, et la séparation des activités de la SNCF : Grandes Lignes et Transport Public pour les voyageurs, le Fret, et l'Infrastructure, à qui RFF délègue l'exploitation et la maintenance du réseau. Une autre grande mesure devient réalité : la libéralisation du transport, avec la fin du monopole de la SNCF pour les marchandises en deux étapes en 2003 et 2006.

Une nouvelle réforme du système ferroviaire français est adoptée le , elle prévoit la réunification de RFF et de la SNCF. Réseau ferré de France, SNCF Infra et la Direction de la circulation ferroviaire sont regroupés au sein de SNCF Réseau le . Le reste de la SNCF, chargé de l'exploitation des trains de voyageurs et de marchandises, devient SNCF Mobilités. Ces deux établissements publics à caractère industriel et commercial (EPIC) sont chapeautés par un troisième EPIC nommé simplement SNCF.

Le , la SNCF devient une société anonyme à capitaux publics..

Le réseau ferroviaire national Architecture générale du réseau 300px|thumb|Carte représentant les villes de France selon leur temps de parcours depuis Paris par le réseau SNCF, en juin 2015. Chaque couleur correspond à un intervalle d'une heure. Depuis 3 LGV ont ouvert en France.

Le réseau ferroviaire français a pour particularité d'être en grande partie centré sur Paris. La loi du 11 juin 1842, dont l'application a mené à la mise en place d'un réseau connu sous le nom d'étoile de Legrand, du nom du Directeur général des Ponts et Chaussées qui le traça, a en grande partie dessiné l'architecture que le réseau ferroviaire français conserve encore aujourd'hui. La loi, qui décidait de la construction de nombreuses lignes rayonnant de Paris, n'y ajoutait que deux lignes transversales, l'une reliant le Rhin à la Méditerranée, l'autre l'Atlantique à la MéditerranéeLire le texte sur Wikisource..

Cette architecture se retrouve en grande partie aujourd'hui : les lignes majeures du réseau sont pour la plupart tournées vers Paris, alors que les lignes transversales disposant de l'équipement optimal sont rares. C'est ainsi que les 6 gares principales de Paris sont les 6 premières de France en termes de fréquentationLa gare de Paris-Austerlitz, la moins fréquentée des six gares principales de la capitale avec voyageurs quotidiens, est pourtant presque deux fois et demie plus fréquentée que la gare de Lille-Flandres, la plus fréquentée de province avec voyageurs quotidiens..

Les principales lignes radiales du réseau classique sont : de la gare du Nord, celle se dirigeant vers Lille par Longueau, Arras et Douai (ligne de Paris-Nord à Lille) ; de cette dernière se détachent quatre radiales de moindre importance, la première à La Plaine vers Hirson par Soissons et Laon (ligne La Plaine - Hirson), la seconde à Creil vers Jeumont par Compiègne et Saint-Quentin (ligne de Creil à Jeumont), la troisième à Longueau vers Amiens et Boulogne-sur-Mer (ligne Longueau - Boulogne) et enfin la quatrième à Arras vers Béthune et Dunkerque (ligne Arras - Dunkerque) ; de la gare de l'Est, ligne Paris - Strasbourg par Châlons-en-Champagne et Nancy ; de celle-ci se détache à Noisy-le-Sec la ligne Paris - Mulhouse par Troyes, Chaumont et Belfort. Puis à Épernay se détache la ligne vers Reims (ligne Épernay - Reims) et à Lérouville la ligne conduisant à Metz (ligne Lérouville - Metz) ; de la gare de Lyon, celle se dirigeant vers Marseille par Dijon, Lyon et Avignon (ligne de Paris-Lyon à Marseille-Saint-Charles) : la « ligne impériale » peut être considérée comme la plus importante du réseau, à la fois par son trafic et par le fait qu'elle dispose soit d'un quadruplement des voies, soit d'un itinéraire « bis » sur la quasi-totalité de son parcours de Paris à MarseilleLa ligne est : sextuplée jusqu'à Villeneuve-Saint-Georges ; quadruplée jusqu'à Melun ; constituée de deux lignes à double voie de chaque côté de la Seine jusqu'à Montereau ;