Eskişehir, demiryolu hattının üzerinde bir kavşak noktasıdır. İzmit’ten başlayarak Eskişehir üzerinden Ankara’ya ulaşan hattın yapımına 1889 senesinin Nisan ayında başlandı, 19. 06. 1892 tarihi itibariyle de İstanbul-Eskişehir tren seferleri başladı. Türkiye Cumhuriyeti Devlet Demiryolları Eskişehir Gar Müdürlüğü ise, 8. 06. 1892 tarihinde işletmeye açıldı. Ancak bu yapı daha sonra yıkıldı yerine günümüzde kullanılmakta olan Eskişehir Gar Müdürlüğü Binası yapıldı. Bu yapının temeli 19. 06. 1953 Cuma günü saat 15:00’da Ulaştırma Vekili Yümnü Üresin tarafından atıldı. Modern bir yapıya kavuşan Gar Binası 04. 11. 1955 tarihinde yapılan bir törenle açıldı. Bu merasimde Maliye Vekili Hasan Polatkan, Nafıa Vekili Kemal Zeytinoğlu, Eskişehir milletvekilleri, Devlet Demiryolları Birinci İşletme Müdürlüğü erkânı ile büyük bir vatandaş topluluğu hazır bulundu. Söz konusu yapı, demiryoluna paralel konumlu ve orta aksta bir yolcu salonu ile yanlarda simetrik olarak yer alan kanatlardan oluşmaktadır. Kanatlar ikişer katlıdır ve gara ait idari birimleri kapsamaktadır. Ancak yıllar itibarıyla nüfus artışı ve Eskişehir içindeki şehir ulaşım yollarının mevcut demiryolu hatlarını farklı noktalarda kesmesi nedeniyle, mevcut hemzemin geçitlere çözüm getirilmesi amacıyla Eskişehir geçişinin yer altından sağlanması planlandı. Eskişehir Gar Geçişi ihalesi 08.11.2007 tarihinde yapıldı. Eskişehir’de demiryolu geçişinin yer altına alınması çalışmaları sürerken tarihi tonozlu gar binası Eskişehir Kültür ve Tabiat Varlıklarını Koruma Kurulu tarafından tarihi bina olarak tescillenerek koruma altına alındı. Ayrıca gar sahasında bulunan Eskişehir Gar Demiryolu Müzesi 1998 yılında ziyarete açıldı. Müzede yapılan sergide eğitim ön planda tutularak telgraf makinesinden lokomotife kadar demiryolu ulaşımı ve iletişiminde kullanılmış alet ve araçların yanında tarihi belgeler, yayınlar ve giysiler sergilenmektedir.

Eskişehir Tren Garı Ankara’ya ve tüm Anadolu’ya bağlantılıdır. Merkezi garlar arasındaki mesafeler Eskişehir-Ankara 264 kilometre, Eskişehir-Haydarpaşa 375 kilometre, Eskişehir-Afyon 162 kilometredir. Devlet Demiryollarının il içindeki uzunluğu 215 kilometredir. Her yöne giden ekspres ve posta trenlerinin kilit noktası durumundadır. Ayrıca yüksek hızlı tren seferleri bulunmaktadır.