Lilleby stasjon er en jernbanestasjon som ligger i Trondheim. Stasjonen betjener både lokale og regionale tog, og er en del av jernbanenettet som forbinder Trondheim med andre byer og regioner. Lilleby stasjon har fasiliteter for reisende, inkludert venteområder og billettautomater.
Stasjonen ligger i et område med boligbygg og nærhet til ulike tjenester. Den har en strategisk beliggenhet som gjør den tilgjengelig for pendlere og reisende som ønsker å benytte seg av togtilbudet. Lilleby stasjon er en del av infrastrukturen som bidrar til kollektivtransporten i Trondheim.