线相接的公营与私营铁道路网，从而产生出许多直通运行服务。日本最早的直通运行服务，为1904年东武龟户线通车后，从龟户站至总武铁道线（今JR总武本线）两国桥站（今两国站）间互通，该服务在1910年废止。目前直通运行在日本各家铁路业者之间十分普遍，例如名古屋市营地下铁的上饭田线只有两站，全线只有0.8km，但是该线的大部分列车都和名古屋铁道的通勤铁路小牧线互通运行，而小牧线全长20.6km从名古屋途径春日井市、小牧市最终到达犬山市。目前日本最大的直通运行系统为东京的地下铁系统，13条路线中就有10条实施直通