La gare d'Ulm constitue le centre d'une étoile ferroviaire ; elle dispose de 14 voies, dont six sont en impasse. Les lignes suivantes aboutissent à Ulm :
Il est prévu que la ligne entre Stuttgart, Ulm et Munich soit reconstruite (ligne nouvelle Stuttgart – Augsbourg). Celle-ci comprend une nouvelle ligne à grande vitesse entre Stuttgart et Ulm (LGV Wendlingen - Ulm), la reconstruction de la ligne d'Ulm à Augsbourg pour permettre la vitesse maximum 200 km/h, la reconstruction du pont sur le Danube et le remplacement de la gare de Neu-Ulm avec une nouvelle gare souterraine (Neu-Ulm 21). Le nouveau pont sur le Danube et la gare souterraine de Neu-Ulm ont été terminés mi-2007.