アニメは2003年から2007年にかけて、全3シリーズが発表された。『銀河鉄道物語』、『銀河鉄道物語 〜永遠への分岐点〜』はテレビアニメとして、『銀河鉄道物語 〜忘れられた時の惑星〜』はOVAとして制作されている（後述）。

また、松本零士自身の漫画家活動50周年記念作品の漫画も執筆された。こちらは『ビッグコミック』にて『銀河鉄道999』のエピソードの一部として3編、『ビッグコミックスペリオール』2003年11月30日増刊にて『銀河鉄道物語』として書き下ろしたエピソード3編と、同2005年2月15日増刊にて、『銀河鉄道999』42-45話と併せて収録の2編がそれぞれ掲載された。

シリーズを通して、原作者・松本零士が創造した『銀河鉄道999』と同じ世界で物語が繰り広げられる。しかし、同原作者の作品『銀河鉄道999』との関係は、銀河鉄道を舞台にしたこと以外は作品中で語られていない。999号も登場するが、本作ではあくまで銀河鉄道の1列車という役割である。なお、OVA『忘れられた時の惑星』では、SDFと999の関係、『999』の登場人物とSDF小隊の面々との関わりが明かされている（後述）。

この他、『宇宙海賊キャプテンハーロック』や『漂流幹線000』など、様々な松本作品が元ネタになっている設定や小ネタが随所に登場した。

以下のキャラクターは、本作シリーズの主な登場人物。

有紀 学（ゆうき まなぶ）

声 - 矢薙直樹
本作の主人公。シリウス小隊の隊員。父・有紀渉、兄・護に影響を受けて育ち、SDFに志願した。
正義感と熱血漢に溢れる青年で、銀河鉄道への想いは厚く多くのことを経験していく中で成長していく。

シュワンヘルト・バルジ

声 - 大塚明夫
シリウス小隊隊長。冷静な判断力と優秀な頭脳、行動力に優れた頼れる指揮官。学の成長を見守る。

ルイ・フォート・ドレイク

声 - 真田アサミ
シリウス小隊通信レーダーパート担当する女性隊員、学とは同期。優秀で何事もそつなくこなす優等生。

デイビッド・ヤング

声 - 緑川光
シリウス小隊運行管理兼メカニックパート担当。お調子者だが、気配りの出来る兄貴分的存在で、シリウス小隊のムードメーカー。

ユキ

声 - 鈴木菜穂子
シリウス小隊専属の医療用セクサロイド（人造人間）。救護パートおよびオペレーターを担当。『銀河鉄道999』のメーテルのような容貌を持つ。初代宇宙戦艦ヤマトの森雪のDNAから作られたアンドロイドだと示唆している

キリアン・ブラック

声 - 石田彰
TV第2シリーズ『永遠への分岐点』より、シリウス小隊の研修生として登場。優秀ながら高飛車かつ生意気な性格で、指導担当の学を悩ませる。研修終了後は銀河鉄道管理局に配属された。生い立ちについては、OVA『忘れられた時の惑星』で描かれている。

有紀 渉（ゆうき わたる）

声 - 井上和彦
学の父にして、シリウス小隊の前隊長。子供思いの優しい父親であったが、銀河鉄道の列車を守り宇宙に散った。

レイラ・ディスティニー・シュラ

声 - 麻上洋子
銀河鉄道を統括する銀河鉄道管理局総司令官。謎の女性で、「レイラ」と「シュラ」の2つの人格を有する。

• 原作・総設定・デザイン - 松本零士
• 企画・プロデューサー - こんひろし
• 監督 - 西本由紀夫（TV1）、冨永恒雄（TV2）、大庭秀昭（OVA）
• シリーズ構成 - 園田英樹（TV1）、山田靖智（TV2）、むとうやすゆき・長谷川菜穂子（OVA）
• キャラクターデザイン - 木崎文智・竹田逸子（TV1&OVA）、加野晃（TV2）、千葉道徳（OVA）
• オリジナルメカデザイン - 板橋克己
• メカニックデザイン - 渡辺浩二（TV1&OVA）、峰岸達実（TV2）、浜中義美（TV2&OVA）、石野聡・岡武志（OVA）
• 美術監督 - 海野よしみ（TV1&TV2）、水谷利治（OVA）
• 色彩設計 - 川見拓也（TV1&OVA）、今川かずゆき（TV2）
• 撮影監督 - 岸克芳（TV1）、久保村正樹（TV2&OVA）
• 音楽 - 青木望
• 音響監督 - 塩屋翼（TV2&OVA）
• 音楽プロデューサー - 長良じゅん・前山寛邦（TV1）
• 音楽ディレクター - 神林義弘・八木仁（TV1）、藤田昭彦（OVA）
• プロデュース - 相原英雄、岩佐芳弘（TV2）、田中彰（OVA）
• 制作プロデューサー - 隈部昌二（TV1）、長谷川康雄（TV1&OVA）
• エグゼクティブプロデューサー - 柳田康友（TV2&OVA）
• プロジェクトプロデューサー - 尾崎健一（TV2&OVA）
• アニメーション制作協力 - 銀画屋
• アニメーション制作 - スタジオ九魔
• 企画・制作 - プラネット
• 製作 - BSフジ・銀河鉄道管理局（TV1）、中部日本放送・銀河鉄道物語プロジェクト（TV2）、コモンウェルス・エンターテインメント（OVA）

『銀河鉄道情報局』（ぎんがてつどうじょうほうきょく）は、『銀河鉄道物語』シリーズのプロモーションを目的としたインターネットラジオ番組である。OVA『銀河鉄道物語 〜忘れられた時の惑星〜』の制作発表を受けて放送を開始した。

パーソナリティは、声優の矢薙直樹と真田アサミ。また、第13回以降は先述の2人に加え、『銀河鉄道物語』シリーズのプロデューサー・こんひろしが参加した。

2005年9月16日から2007年4月12日まで『銀河鉄道物語』公式サイトと音泉で全25回が配信された。更新は終了しているが、公式サイトでは現在も聴取可能。不定期に金曜日（後に木曜日）に更新された。また、音泉での配信は公式サイト更新の1週間後に行われた。第12回目の2006年3月10日更新後、一旦休止してリニューアルされた。同年5月12日より再開され、TV第2シリーズ『銀河鉄道物語 〜永遠への分岐点〜』の放送終了、『忘れられた時の惑星』の発表を経た後、第25回（2007年4月12日）を以って配信を終了した。

番組では、「銀河鉄道」に関する川柳を募集して発表する「銀河鉄道川柳部」、リスナーの懺悔にユキ（鈴木菜穂子）が応える「セクサロイドユキの懺悔室」などのコーナーがあった。

アニメと同じ世界観を舞台にしているが、原作ではない。大山トチローの息子である大山昇太が親友・有紀学の名を借りて登場する。また、この漫画版では学は『宇宙海賊キャプテンハーロック』に登場するアルカディア号の乗組員・有紀螢の弟と言及されている。初出では『銀河鉄道物語』として発表されたものの、単行本刊行時に小学館 ビッグコミックスゴールドコミックス『銀河鉄道999』21巻に収録された。サブタイトルに「銀河鉄道物語」とつけられ、『999』エターナル編40話前編・後編と41話の3回分と『銀河鉄道物語』として執筆された5話が収録されている。少年画報社文庫版の銀河鉄道999には銀河鉄道物語の記載は無いが、18巻に下記のタイトルを全話掲載。