Desde el 20 de febrero de 2008, los servicios Renfe Ave Lanzadera conectan Segovia con Valladolid y Madrid. Para adaptarse a las necesidades de los viajeros que se desplazan por motivos de trabajo o estudios, Renfe ha aumentado hasta 14 –siete por sentido– el número de trenes que enlazan la capital con Segovia en 30 minutos. Entre Valladolid y la ciudad castellanoleonesa se realizan un total de cuatro circulaciones diarias por sentido. Estos servicios se prestan con vehículos de la serie 121, construidos por Caf con la participación de Renfe Integria. Este tren de rodadura desplazable está preparado para circular a una velocidad máxima de 250 kilómetros por hora y consta de 281 plazas.
Los servicios Renfe Alvia también conectan Segovia, Madrid y Valladolid con cuatro trenes diarios por sentido. La oferta ferroviaria entre Segovia y la capital se completa con un Talgo por sentido.