En 1852, la Compagnie du Paris-Orléans ouvre la ligne entre Bordeaux et Angoulême permettant la liaison entre Bordeaux et Paris. Les trains partent alors de la gare de Bordeaux-Orléans (Bordeaux-Bastide), ouverte rive droite. En 1853, la Compagnie de chemin de fer de Bordeaux à La Teste est reprise par Compagnie des chemins de fer du Midi. En 1855, la gare de Bordeaux-Ségur est supprimée et remplacée par la gare Bordeaux-Saint-Jean. On a alors deux réseaux principaux avec deux gares principales appartenant à deux compagnies différentes. Cette situation s'explique par le fait qu'il n'y avait pas de pont ferroviaire permettant de traverser la Garonne. Les voyageurs partant de Paris et souhaitant se rendre vers le Sud de l'Aquitaine devait descendre à la gare de Bordeaux Orléans, traverser la Garonne et reprendre le train à la gare Saint-Jean. Une passerelle de liaison est construite entre les deux gares en 1860 par Gustave Eiffel. La gare d'Orléans reste cependant la tête de ligne de la Compagnie du Paris-Orléans (vers Clermont-Ferrand, Lyon, Paris). En 1898, la gare Saint-Jean actuelle est construite afin d'accueillir plus de voyageurs. La gare d'Orléans perd alors peu à peu son utilité et la fusion des deux compagnies ferroviaires (Paris-Orléans et Midi) en 1934 et la création de la SNCF en 1938 sonne le glas définitif de cette gare au profit de la gare Saint-Jean. Longtemps désaffecté après plusieurs projets annulés et un concert de Noir Désir, le bâtiment de la gare d'Orléans a été reconverti en cinéma.
Bordeaux est de nos jours un n½ud ferroviaire important entre Paris et l'Espagne. La gare principale de Bordeaux (gare Saint-Jean) est desservie par de nombreux TGV. Bordeaux est en effet reliée par TGV à Paris-Montparnasse, à Toulouse, à Irún, à Dax, à Hendaye, à Pau... Bordeaux est également reliée par trains corail et par TER à Nantes, Périgueux, Mont-de-Marsan, Arcachon, Lyon, Clermont-Ferrand par le Ventadour. Bordeaux possède également deux gares desservies par les trains régionaux: Caudéran et la gare Saint-Louis. Celle-ci , qui auparavant était située prés du port industriel pour le fret et les voyageurs vers le Médoc,a été déplacée vers Le Bouscat par mesure de sécurité ; l'ancienne gare étant remplacée par un supermarché . L'ancienne gare de triage ,elle, a été récemment détruite suite à une opération d'urbanisme.
La gare Bénauge a été récemment détruite pour l'aménagement des voies ferrées et pour la réouverture de la gare de Cenon qui est directement desservie par le tramway ; comme d'ailleurs la gare Saint-louis qui renforcera la ligne Blanquefort vers Bordeaux Saint-Jean (30 mn actuel) afin de desservir certaines communes.
Un deuxième pont a été construit contre la passerelle St-Jean pour débloquer le trafic saturé et avoir une ligne spéciale TGV.




