La línea Barcelona-Martorell-Villafranca-Tarragona, línea Tarragona a Martorell y Barcelona o línea de Villafranca era una línea de ferrocarril histórica de 95,2 kilómetros de longitud que transcurre por el interior de Cataluña que une la ciudad de Barcelona con Martorell, Villafranca , San Vicente de Calders y Tarragona.
Esta línea fue construida en diferentes tramos:
Barcelona - Molins de Rey (1854) construido por Compañía de los Caminos de Hierro del Centro de Cataluña
Molins de Rey - Martorell construido por Compañía del Ferrocarril de Barcelona en Martorell (antes Caminos de Hierro del Centro de Cataluña)
Martorell - San Vicente de Calders - Tarragona construido por Compañía del Ferrocarril de Tarragona a Martorell y Barcelona (antes Ferrocarril de Barcelona en Martorell o Caminos de Hierro del Centro de Cataluña)