临沂有两个火车站，临沂站和临沂北站。
1、临沂火车站
简称临沂站，始建于1985年，位于兖石线和胶新铁路线上的一个车站。2003年临沂市兴建临沂北站，原隶属济南铁路局青岛铁路分局的客货二等站，隶属济南铁路局临沂车务段管辖，现为二等站。
该站主要有发往菏泽、济宁、烟台、青岛北、济南、德州、泰山、日照、枣庄西、枣庄东、牡丹江、哈尔滨、长春、四平、铁岭、沈阳北、盘锦北、锦州南、秦皇岛、唐山、北京、天津、天津南、沧州、郑州、漯河、驻马店、信阳、新乡、商丘、合肥、开封、平顶山西、南阳、淮南、淮北、芜湖、宣城、金华、丽水、温州、杭州、孝感、汉口、徐州、蚌埠、滁州北、南京、常州、无锡、苏州、上海等地的火车。
2、临沂北站
位于河东区相公镇范古墩村东南，处在胶新铁路线上，于2003年建成使用，市区可在临沂火车站站前广场坐30路公交车前往，票价2元。
该站主要有发往烟台，贵阳，沂南，沂水，莒县，五莲，诸城，胶州，莱阳，青岛，海阳，威海，阜阳，湘潭，娄底，怀化，商丘，郑州，许昌，驻马店，信阳，咸宁，郴州，徐州，淮北，开封，武昌，岳阳，汉口，株洲，长沙，衡阳，韶关东，广州等地的火车。