路运行的客运车辆为和谐号动车组。目前运行的车辆有CRH1B、CRH1E、CRH2A、CRH2B、CRH2E、CRH380B和CRH380D，其中部分车辆为重联编组。车辆分属北京局集团、济南局集团、上海局集团、南昌局集团、广州局集团和西安局集团运营，车次有G、D两种，经甬台温铁路运行的客运列车最北端可达北京南站，最南端可达珠海站。其中，北京局运营北京往返福州的G55/56次高速动车组，济南局运营济南往返温州的G63/64次高速动车组，西安局运营西安往返温州的G1896/1893、G1894/1895次高速动车