ปัจจุบันการรถไฟฯ มีระยะทางที่เปิดการเดินรถแล้ว รวมทั้งสิ้น 4,346 กิโลเมตร โดยเป็นทางคู่ช่วง สถานีรถไฟกรุงเทพ - สถานีรถไฟรังสิต ระยะทาง 31 กิโลเมตร และเป็นทางสามช่วง สถานีรถไฟรังสิต - สถานีรถไฟชุมทางบ้านภาชี ระยะทาง 59 กิโลเมตร โดยมีเส้นทาง ดังนี้
- ทางสายเหนือ ถึง สถานีรถไฟเชียงใหม่ จังหวัดเชียงใหม่ และ สถานีรถไฟ สวรรคโลก จังหวัดสุโขทัย ระยะทาง 751 กิโลเมตร
- ทางสายใต้ เริ่มต้นจากสถานีธนบุรี ถึง ( สถานีรถไฟสุไหงโก-ลก อำเภอสุไหงโกลก ) จังหวัดนราธิวาส ระยะทาง 1,143 กิโลเมตร และ สถานีรถไฟปาดังเบซาร์ จังหวัดสงขลา ระยะทาง 974 กิโลเมตร ซึ่งสามารถเชื่อมต่อกับทางรถไฟของ ประเทศมาเลเซีย ไปถึงยัง ประเทศสิงคโปร์ และ สถานีรถไฟกันตัง อำเภอกันตัง จังหวัดตรัง ระยะทาง 850 กิโลเมตร และ สถานีรถไฟนครศรีธรรมราช จังหวัดนครศรีธรรมราช ระยะทาง 816 กิโลเมตร
- ทางสายตะวันออก ถึง จังหวัดสระแก้ว ( สถานีรถไฟอรัญประเทศ อำเภออรัญประเทศ ) ระยะทาง 255 กิโลเมตร และ จังหวัดระยอง ที่ นิคมอุตสาหกรรมมาบตาพุต สถานีรถไฟมาบตาพุด ระยะทาง 200 กิโลเมตร
- ทางสายตะวันออกเฉียงเหนือ ถึง (สถานีรถไฟอุบลราชธานี อำเภอวารินชำราบ) จังหวัดอุบลราชธานี ระยะทาง 575 กิโลเมตร และ จังหวัดหนองคาย และต่อจากหนองคายไปยัง สถานีรถไฟท่านาแล้ง (สปป.ลาว) ระยะทาง 627.5 กิโลเมตร
- ทางสายตะวันตก จาก สถานีรถไฟธนบุรี ถึง ( อำเภอไทรโยค สถานีรถไฟน้ำตก ) จังหวัดกาญจนบุรี ระยะทาง 194 กิโลเมตร และถึง สถานีรถไฟสุพรรณบุรี จังหวัดสุพรรณบุรี ระยะทาง 157 กิโลเมตร
- ทางสายแม่กลอง ช่วง สถานีรถไฟวงเวียนใหญ่ - สถานีรถไฟมหาชัย ระยะทาง 31 กิโลเมตร และช่วง สถานีรถไฟบ้านแหลม - สถานีรถไฟแม่กลอง ระยะทาง 34 กิโลเมตร
และการรถไฟฯ ยังได้เปิดเดินเส้นทางรถไฟฟ้าจำนวน 1 เส้นทาง ระยะทาง 28.6 กิโลเมตร โดยให้บริษัท รถไฟฟ้า รฟท. จำกัด (SRT Electrified Train Co., Ltd. หรือ SRTET) ซึ่งเป็นบริษัทลูกที่ก่อตั้งขึ้นโดยได้รับความร่วมมือจาก Deutsche Bahn AG ประเทศเยอรมนี เป็นผู้ดำเนินการในการเดินรถ โดยเส้นทางดังกล่าวคือ รถไฟฟ้าเชื่อมท่าอากาศยานสุวรรณภูมิ
นอกจากนั้นยังมีการสร้างทางอีกหลายเส้นทาง อาทิ สถานีรถไฟชุมทางคลองสิบเก้า - สถานีรถไฟชุมทางบ้านภาชี - สถานีรถไฟชุมทางแก่งคอย - สถานีรถไฟศรีราชา - สถานีรถไฟแหลมฉบัง - สถานีรถไฟชุมทางเขาชีจรรย์ - สถานีรถไฟมาบตาพุด และโครงการรถไฟฟ้าอีกสองเส้นทางคือ รถไฟฟ้าชานเมืองสายสีแดงอ่อน (ศาลายา - หัวหมาก) และรถไฟฟ้าชานเมืองสายสีแดงเข้ม (มหาวิทยาลัยธรรมศาสตร์ รังสิต - มหาชัย) หรือเรียกรวมๆ ได้ว่า โครงการระบบรถไฟชานเมือง (สายสีแดง)
