山口站至宇部站间以及宇部岬站及宇部新川站至宇部站区间（周一至周六车辆往返至宇部岬站）的路段，每1小时有1班车运行。同时，部分自宇部站出发的列车与山阳本线交汇并行驶至山阳本线的厚狭站及下关站（全程由列车长管理）。此外，小野田线的全部列车都会经过居能站至宇部新川站路段。
快速列车.自2015年之后，不再有快速列车行驶于宇部线路段。以下为曾经于宇部线路段运营的快速列车：
货运列车.宇部线的货运列车运营是宇部站至宇部岬站之间，连接美祢线的与宇部岬站路段的专用货物列车，