És gestionat per RENFE i utilitza la infraestructura d’ample ibèric de l’empresa pública ADIF, adscrita al Ministeri de Foment.
Tingué com a nom comercial Rodalies Barcelona, o Cercanías Barcelona, fins el 2010, any que el Ministeri de Foment traspassà el servei a la Generalitat de Catalunya. Inicialment comprenia les línies R1, R2, R2 Nord, R2 Sud, R3, R4 i R7, que transcorren principalment per l’àrea de Barcelona i les comarques de la Selva, el Ripollès, la Cerdanya i el Baix Penedès, al llarg de la infraestructura ferroviària que es creà al final del segle XIX, gràcies a la iniciativa burgesa i industrial. L’any 2011 entrà en servei la línia R8, la primera de traçat no radial, que uneix les comarques del Vallès Oriental i el Baix Llobregat sense passar per Barcelona. També inclou els serveis regionals R11 (Barcelona-Portbou per Girona), R12 (l’Hospitalet-Lleida per Manresa), R13 (Barcelona-Lleida per Valls), R14 (Barcelona-Lleida per Reus-Tarragona), R15 (Barcelona-Riba-roja per Reus-Tarragona) i R16 (Barcelona-Tortosa/Ulldecona).
Al març del 2014 la xarxa de Rodalies s’amplià al sud i al nord de Catalunya: al sud començà a funcionar la primera fase del servei de rodalia del Camp de Tarragona, consistent en dues línies, la línia RT1 (Tarragona-Reus) i la línia RT2 (l’Arboç-Cambrils), que sumaven 73,1 km de xarxa viària i onze estacions. A les Terres de l’Ebre s’amplià també la línia R16 (Barcelona-Tortosa/Ulldecona). Al nord entrà en servei la nova línia RG1, que connecta directament les comarques de l’Alt Empordà, el Gironès, la Selva i el Maresme, amb vint-i-sis estacions i 118 km.
La manca d’inversions de l’administració de l’estat (actualment assignades a ADIF), necessàries per a oferir un servei adequat, ha convertit en crònics els retards i altres incidències a la xarxa de Rodalies, i és l’origen d’un ampli descontentament ciutadà que s’ha traduït en nombroses protestes i reivindicacions, i també un dels motius principals d’enfrontament entre l’Estat espanyol i la Generalitat. Al novembre del 2016, per tal de solucionar parcialment els problemes de la línia R16, entrà en servei de manera provisional una estació parcial de l’Euromed a l’Aldea (Baix Ebre).