绿皮火车平均速度通常在40 - 80公里/小时。
不过，因车型、线路及停站情况差异，其时速跨度较大。普通车型（如22B、25B）运行速度多为40 - 120公里/小时。部分经改造的快速列车（如Z字头）最高可达160公里/小时，但实际运营中受会车、线路条件等影响，平均速度显著低于最高速。
不同类型的绿皮火车平均速度有所不同。公益性“慢火车”主要服务偏远地区，停靠站点多，平均时速约40公里，像湘黔线7272次“卖菜专列”、贵州5640/39次“村火车”。普通旅客列车如K字头快速列车，设计时速120公里，实际运行中因会车、停站等因素，平均时速约70 - 90公里。新型绿皮列车如CR200J型“复兴号”（绿皮涂装），设计时速160公里，平均时速可达120 - 140公里，舒适度和速度接近动车。
此外，线路条件也会对绿皮火车平均速度产生影响。偏远地区或观光线路的绿皮车时速可低至30 - 40公里，而平原干线的快速绿皮车平均约60 - 80公里。
