Дмитров — один из значимых железнодорожных узлов, а станция Дмитров расположена на главном ходу: Москва - Икша - Яхрома - Дмитров - Вербилки - Савёлово - Калязин. Помимо этого она соединяется со станцией Иванцево линии Яхрома - Иванцево - Костино - Пост 81 км - Александров (Московского большого кольца). Это соединение образует треугольник Дмитров - Иванцево - Яхрома - Дмитров. Станция обслуживает и грузовые и пригородные поезда. Ежедневно в Москву отправляется около 50 электропоездов, проходя через Дмитров. Также в Дмитрове делают остановку фирменные электропоезда-экспрессы, курсирующие по маршруту: «Москва - Дубна».
На станции Дмитров действует вокзал и зал ожидания. Построен он по одним источникам — в 1901, а по другим — 1887 году. Здание сохранилось в своем первозданном виде благодаря постоянным и своевременным реставрационным работам. Здание производит впечатление на гостей города с первых минут пребывания. В ночные часы вокзал закрывается. На вокзале можно ежедневно приобрести билеты на пригородные маршруты, а также работает касса предварительной продажи билетов на поезда дальнего следования на все направления из Москвы.