衡阳虽然比不上省会长沙，但也是湖南的重要铁路枢纽，湖南省主要的南下铁路几乎都有途经衡阳。这其中就包括了京广铁路、京广高铁、湘桂铁路、湘桂高铁等重要线路。在省内，衡阳与兄弟城市也保持着密切的铁路联系，比如衡阳至邵阳的普速铁路和高铁，衡阳至永州的普速铁路和高铁，以及衡阳至株洲，衡阳至郴州的普速铁路和高铁线路。
这一切都得益于衡阳市所在的地理位置，处在与广东、广西的互通的关键通道。因此南北走向的主干线基本都途经衡阳，但是衡阳到部分兄弟城市也还没有铁路连接，比如邻市娄底就没有铁路直通到衡阳。不过这种现状很快将会被打破，根据国家铁路中长期规划图显示，正在研究规划的线路中就有衡阳至娄底至张家界的线路。
张家界至娄底至衡阳的铁路，建成张娄衡铁路。是一条城际铁路线，线路起点位于自张家界市区，经怀化市沅陵县，益阳市安化县，娄底市涟源市、娄星区、双峰县，衡阳市衡山县，终点位于衡阳市区。线路全长.7公里，设计时速km/h，是国铁Ⅰ级双线电气化快速铁路。
张娄衡铁路途经地区大多为铁路空白区域，并且很多都是少数民族，革命老区，经济欠发达地区等。张娄衡铁路的规划建设，有助于这些地区的少数民族同胞交通的改善，有助于革命老区的对外联系，有助于沿线地区的经济发展。
老少边穷地区一直是国家