部份列车由石卷线直通，并以小牛田车站作为起站与终点站。普通列车于气仙沼线全线运行。1992年3月14日起使用Kiha40、48型柴油动车组（小牛田运输区所属）、以一人控制方式运行。在2011年3月11日发生的东北大地震中，位在海岸线旁的气仙沼线遭受到海啸严重的破坏，导致柳津至终点站气仙沼之间的路线北段完全无法通行。JR东日本后决定以公车捷运（BRT）的方式担负停驶路段的运输需求。在气仙沼线遭地震与海啸破坏之前，曾有连结仙台与气仙沼的快速列车「南三陆」以每日2往复班次运行于气仙沼线上。Sectio