Sim, se você tiver certeza sobre o seu tempo de viagem, é aconselhável comprar os ingressos antecipadamente, não tanto pelo risco de os trens se esgotarem, mas também por economias significativas.
Com exceção de cerca de três trens regionais por dia, a linha entre Florença e Roma é servida pelos trens de alta velocidade "Frecciarossa" ou "Frecciargento". Os ingressos para aqueles são para ser tido em descontos significativos quando reservado com antecedência suficiente. Dê uma olhada no site da trenitalia , bem como italo (concorrente, trens menos freqüentes, mas pode ser mais barato) para reserva e também ler o o homem em Seat61 tem que dizer.
Dito isto, a menos que viaje nos horários de pico quando os assentos se esgotarem, você poderá comprar um ingresso até o momento anterior à partida (sem ter certeza se até mesmo no trem, caso procure um condutor e explique). Se você precisar de flexibilidade, também pode comprar ingressos com regras de tarifas muito brandas antecipadamente, pelo preço normal.