上海轨道交通一号线、三号线和四号线均经过上海火车站,因此上海火车站也是轨道交通的站名。其中,上海站曾经是一号线的起讫站,现为一号线小交路(上海火车站-莘庄站)起讫站,由于一号线和三、四号线在上海火车站并没有专用换乘通道,所以乘客要换乘一号线和三、四号线,就必须出站换乘,且使用公交卡也不能优惠。自2008年6月起,乘客可以凭上海公共交通卡,享受出站换乘30分钟内连续计费。
以前,一号线和三、四号线在上海火车站并不作一票换乘。乘客如果要换乘于一、三/四号线之间,就必须先出站,再通过一条通道方可进行换乘。持有交通卡的旅客可以在上海火车站虚拟换乘,要求是在30分钟内完成出站和进站,这样就和普通换乘达到一样的效果,而不用多花钱来转乘。