La línea Barcelona-Martorell-Vilafranca-Tarragona, línea Tarragona en Martorell y Barcelona o línea de Vilafranca es una línea de ferrocarril de 95,2 kilómetros de longitud que transcurre por el interior de Cataluña que une la ciudad de Barcelona con Martorell, Vilafranca, Sant Vicenç de Calders y Tarragona .
Esta línea fue construida en diferentes tramos:
La antigua estación terminal de la línea de Barcelona en Tarragona se encontraba donde ahora hay la actual estación de Plaza de Cataluña.
Actualmente circula por esta línea trenes de la línea 4 de Cercanías Barcelona connectan la estación de Manresa con Barcelona (línea Barcelona-Manresa-Lleida) y Barcelona con Martorell, Vilafranca del Penedès y la Sant Vicenç de Calders, además de las líneas Can1, Can3, Can4 y Can6 de mediana distancia (en el tramo St. Vicenç de Calders - Tarragona), líneas nacionales e internacionales de larga distancia (en el tramo St. Vicenç de Calders - Tarragona) y trenes de mercancías.
En el tramo Tarragona - Sant Vicenç de Calders está proyectado que circulen trenes de la futura Cercanías Tarragona.
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