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終日にわたって運転され、「京阪特急」の通称で親しまれている。ほぼすべてが淀屋橋駅 - 出町柳駅間の直通列車である。停車駅は淀屋橋駅、北浜駅、天満橋駅、京橋駅、枚方市駅、樟葉駅、中書島駅、丹波橋駅、七条駅、祇園四条駅、三条駅、出町柳駅。ダイヤ改定・ダイヤ変更のたびにK特急・快速特急がそのまま置き換わる形で運転時間帯が拡大され、朝ラッシュ時下りや早朝・深夜を除いて終日10分間隔運転となった。また2009年9月のダイヤ変更において、上り最終の出町柳行きが鴨東線内を普通として運転するようになった。ただしこれは、正確には三条止まりの特急であり、引き続き三条駅から同駅を始発駅とする普通出町柳行きとして運転される設定である。なお、出町柳発最終特急は枚方市止まり、淀屋橋発最終特急は樟葉止まりとなっている。車両は、淀屋橋駅 - 出町柳駅間の全区間通しの列車については2階建車両（ダブルデッカー）およびプレミアムカーが連結されている特急用の2ドア車8000系を中心に、3ドアの車両とで運用されている。3ドア車については昼間時間帯は原則として3000系（2代）が限定的に運用に就いているが、ラッシュ時や深夜を中心に一般車の運用もあり、2019年現在平日ダイヤ35本、土休日ダイヤ11本が一般車での運用となっている。また、平日朝ラッシュ時の特急には女性専用車両が設定され、上下とも京都側の先頭車にあたる1号車が対象になる。なお、駅の時刻表には発車時刻の横に小さく2ドア車か3ドア車を表すマークが付けられている。京阪間通しの特急における普通との緩急接続は「準急・通勤準急」の節を参照のこと（ほかに京橋駅で中之島駅発着の普通と緩急接続させることによって、特急停車駅から中之島線各駅への所要時間を短縮させている）。出町柳駅 - 淀屋橋駅間の標準所要時間は53 - 57分で、カーブの多い路線と大阪・京都それぞれの市街区域（地下鉄に準ずる区間 = この区間は主要駅や地下鉄等の乗換駅が連続することから、特急も停車駅が多くスピードが落ちる）に乗り入れる区間が他社より長いことが影響して大阪 - 京都の都市間輸送の所要時間では他社に水を開けられている。特急の方向幕の地色は赤である。2003年9月6日のダイヤ改定で現在の赤地に白文字の幕となった。それ以前は、8000系は黒地に赤文字の幕を、3000系（初代）は白地に赤文字の幕を使用しており、1995年の更新工事の際に8000系と同様の黒地に赤の幕となった。2003年以前に使用していた黒地に赤字の幕は2600系に入っており、「K特急おりひめ」で使用された。なお、現在の赤地に白文字の幕は、製造時の6000系の急行幕（英語なし）と同じ色である。2000年6月30日までは京橋駅 - 七条駅間途中ノンストップ（ただし朝ラッシュ時の下りのみ1993年より中書島駅、1997年より枚方市駅にも停車）、2000年7月1日から2003年9月5日までは中書島駅・丹波橋駅に終日停車となり京橋駅 - 中書島駅間（事実上京阪間）ノンストップで運転されていた（朝ラッシュ時の下りのみ枚方市駅に停車）。ただし、毎年8月の最終日曜日に行われていた『くらわんか花火大会』の開催時には枚方市駅（1998年以前は樟葉駅）に上下列車とも臨時停車していた。2003年9月6日以降は枚方市駅・樟葉駅にも停車となった。2008年10月のダイヤ改定から2011年5月のダイヤ変更までは日中、1/3の列車が一般車による淀屋橋駅 - 枚方市駅間の運転（枚方市駅 - 出町柳駅間は快速急行が補完）、朝ラッシュ時の上りの半数、および平日夕ラッシュ時の上りの一部の列車が樟葉駅または三条駅止まりとなっていた。また、京都競馬開催期の最多客時には、枚方市発淀屋橋行きの特急を延長する形で競馬場最寄りの淀駅始発の臨時特急が運転されることがあった。2011年5月28日に行われたダイヤ改定で、枚方市止まりの特急を中之島線からの快速急行と統合した形で出町柳行きに延伸し、夜間帯をのぞき10分間隔で運行されている。また平日に運行されていた快速特急についてはすべて特急に置き換えられ、別途行楽期の臨時列車として運転されている（後述）。また運用数と主要駅の停車時間、運転余裕時分の見直しにより、所要時間が下り57分・上り55分に延びた。2016年3月19日のダイヤ改定で、停車駅での停車時間や緩急接続の見直しにより、所要時間が2 - 4分短縮された。2017年上半期からの『プレミアムカー』導入による8000系の改造に伴い、2016年9月24日から順次8000系で運用される列車は7両編成での運行に変更され、2017年2月25日のダイヤ改定で、8000系で運用される列車はすべて7両編成での運行に変更された。同年8月20日から、プレミアムカーを連結した8両編成に戻された。
2017年8月21日より平日朝に運行を開始。平日の朝に出町柳・樟葉・枚方市発淀屋橋行きの下り列車がそれぞれ1本ずつ、平日の夜に淀屋橋発出町柳行きの上り列車が2本運行される。停車駅は特急と同一である。しかし、一般列車優先のダイヤであることや誤乗防止のため駅での停車時間が長いことが要因で所要時間は特急に比べて軒並み長い。この種別はプレミアムカーを含めて全車座席指定の列車であり、運賃のほかにライナー券（300円または380円）またはプレミアムカーを利用する場合はプレミアムカー券（400円または500円）が必要である。ただし下り列車の京橋駅 - 淀屋橋駅間と上り列車の七条駅 -　出町柳駅間は乗車券のみで乗車できる。車両は原則として8000系が使用される。設定当初は平日朝の淀屋橋行きのみの運行で始発駅を出ると京橋までノンストップとなり、京橋駅から淀屋橋駅までは各駅に停車していた。2018年9月15日のダイヤ改定より、平日夜間に出町柳行きが設定され停車駅が特急と同一となった。
特急に準じて、枚方市駅を境に京都側では特急と同等、大阪側では従来の急行の役割（ただし、枚方公園駅は通過）を果たす。停車駅は淀屋橋駅、北浜駅、天満橋駅、京橋駅、（守口市駅）、寝屋川市駅、香里園駅、枚方市駅、樟葉駅、中書島駅、丹波橋駅、七条駅、祇園四条駅、三条駅、出町柳駅。平日朝ラッシュ時の下り4本は守口市駅を通過する「通勤快急」として運転し、それ以外は守口市駅に停車する「快速急行」として運転される。平日朝ラッシュ時は出町柳駅 （通勤快急の下り始発2本と快速急行の上り到着3本）・三条駅（通勤快急の下り始発2本）・樟葉駅 （快速急行の下り始発と上り到着2本）・枚方市駅（快速急行の下り2本）- 寝屋川市（快速急行の上り始発1本）・淀屋橋駅・中之島駅（下り到着は通勤快急の3本と枚方市始発の快速急行1本、上り始発は樟葉行き快速急行1本）間で運転され、平日夕ラッシュ時は淀屋橋発樟葉行きが11本と出町柳発淀屋橋行きが2本運転されている。土・休日は下り淀屋橋行きのみが運転され、朝に樟葉発が3本、夕方に出町柳発が5本運転されている。夕方の出町柳発の快速急行は枚方市で快速特急「洛楽」を待避する。また、競馬開催時の土・休日には5本中3本が淀駅に臨時停車する。夕方ラッシュ時の上り列車は淀行きまたは樟葉駅折り返しの急行の補完的な役割を担い、出町柳駅発の列車は快速特急の運行による特急を補完（快速特急が通過する枚方市駅、樟葉駅、中書島駅、丹波橋駅の停車本数を毎時6本に確保）するために運行されている。これにより、快速急行停車駅においては実質10分に1本の本数の確保がなされている。種別幕の表示は紫色である。通勤快急はこの名称が正式な列車種別名であり、「通勤快速急行」とは称さない。
本種別は2008年10月19日の中之島線開業時に中之島駅発着の最速達種別として登場し、それまでの急行を置き換える形でほぼ終日運転されていた。車両も3000系（2代）がほぼ専属的に使用されていた。競馬開催日には、朝から夕方にかけて競馬場最寄りの淀駅にも臨時停車していた（出町柳発7時40分 - 17時40分と中之島発7時30分 - 17時00分）。その後、2009年9月の一部ダイヤ改定では夕方時間帯の樟葉行きが淀屋橋駅始発の急行に立て替えられ、中之島駅始発の列車は普通に格下げされた。また出町柳行きについても三条駅（20時以降は樟葉行き）までの運転となり、三条行きは樟葉駅で快速特急の通過待避を行っていた。2011年5月のダイヤ改定で淀屋橋駅 - 枚方市駅間の特急と統合する形で日中の運転がなくなり、本数は大幅に削減された。また、夕方の三条行きは樟葉行きに短縮された。さらに、2013年3月のダイヤ改定により中之島駅 - 出町柳駅間の運転は平日朝ラッシュ時に限られ、この時間以外に運行される快速急行について、平日は、上りは中之島発樟葉行き・下りは出町柳発淀屋橋行きとなっている。土・休日ダイヤにおいては朝と夜間の出町柳発淀屋橋行きのみとなった。2016年3月19日のダイヤ改定では、一部列車が7両編成での運行となり、新たに淀屋橋行きの通勤快急が1本設定された（従来の中之島行きは3本に減少）。また、土曜・休日ダイヤの朝に淀屋橋発出町柳行き・樟葉発淀屋橋行き、夕方に淀屋橋行きの列車が増便された。夕方ラッシュ時には再び3000系による運用が1運用復活（2016年9月24日の運用変更で再び廃止、2017年2月25日の改定で淀屋橋17:54発樟葉行き1本が再再度設定）。深夜帯の出町柳発淀屋橋行きが廃止となった。この改定で上り下り共に中之島線開業から続いた中之島駅 - 出町柳駅間の通しの快速急行が消滅し、下りの中之島行きについては平日の枚方市駅8:56を始発とする運用1本のみとなった。2017年2月25日のダイヤ改定では、平日夕方から夜間の中之島発樟葉行きの列車がすべて淀屋橋発に変更（21時台は急行に変更）となり、中之島駅を始発とする快速急行は平日朝の樟葉行き2本にまで減少した。2017年8月20日のダイヤ改定では、平日朝の樟葉行き1本も淀屋橋発に変更されたため、中之島駅を発着する快速急行は上下1本ずつのみとなった。2018年9月15日のダイヤ改定では、3000系による通勤快急と平日夕方の樟葉行きの運用が消滅した一方で、平日朝に3000系による寝屋川市発出町柳行き が新設され、種別が設定されて以来初の大阪方面を発着しない快速急行となった。また、平日朝の出町柳発淀屋橋行きが樟葉発に短縮されることになり、出町柳駅を始発とする快速急行は平日・土休日とも、夕方の淀屋橋行きのみとなった。また、これまでは平日朝や土休日夕方で見られた7両編成での運行は平日夜（上りのみ）にも拡大された。
平日の早朝・朝方・夕方・深夜と土曜・休日の朝・夜間に運転される淀屋橋駅発着の種別。停車駅は淀屋橋駅、北浜駅、天満橋駅、京橋駅、（守口市駅）、寝屋川市駅、香里園駅、（枚方公園駅）、枚方市駅、樟葉駅、石清水八幡宮駅、（淀駅）、中書島駅、丹波橋駅、伏見稲荷駅、七条駅、清水五条駅、祇園四条駅、三条駅、神宮丸太町駅、出町柳駅。淀屋橋発最終の上り樟葉止まり1本のみ守口市駅と枚方公園駅を通過する「深夜急行」として運転し、それ以外は守口市駅・枚方公園駅にも停車する「急行」として運転されている。2018年9月改定の現行ダイヤでは日中時間帯の運転はない（後述の正月ダイヤを除く）。淀屋橋駅 - 出町柳駅間の列車のほか、ラッシュ時には淀屋橋駅 - 樟葉駅間の列車や、早朝には寝屋川市発出町柳行き、淀車庫への出入庫や土休日の京都競馬場への利便を兼ねた通常は通過する淀駅発着の区間列車（淀屋橋駅 - 淀駅・淀駅 - 出町柳駅間）がある。平日の9時台、土休日の9時 - 11時台には同時間帯に運行される上り快速特急「洛楽」を枚方市駅で待避する淀屋橋発出町柳行きが平日2本、土休日5本運行されている。これらは快速特急が通過する枚方市駅、樟葉駅、中書島駅、丹波橋駅の停車本数を補完する役割を持ち、土休日においてはひらかたパーク、石清水八幡宮、京都競馬場（競馬開催日に淀駅に臨時停車）、伏見稲荷大社、東山といった沿線の観光・行楽需要に対応している。特急車の入出庫を兼ねた送り込み運用で特急用の3000系が使われる列車も存在する。また、かつては8000系の運用もあり2017年8月からは「プレミアムカー」の営業もあった。以前は8両編成での運転が多かったが現在は7,8両編成ともほぼ同数である。京都側の区間列車は2003年9月のダイヤ改定までは準急として運転されていた（後述）。深夜急行は、大阪府内郊外主要駅の最終帰宅需要に特化した種別として設定されている。8両編成での運転で、淀屋橋駅を0時20分に出発後、京橋駅より先の停車駅では普通や準急の運転がすでに終了しているため緩急接続を一切行わず、0時49分に樟葉駅に到着する。12月31日夜から1月1日の午前にかけて実施される正月の特別ダイヤでは急行に差し替えられるため、樟葉駅 - 出町柳駅間で運行されたことは一度も無く、停車駅は実質的に通勤快急と同じである。日本の鉄道において「深夜急行」という名称の種別を運行しているのは当路線のみである。通勤快急以下の種別では8両編成のみならず、3扉車7両編成も運用に入っている。取り扱い上では3扉であっても、実際には5000系限定の運用が2本設定されている。そのうち、出町柳駅23時25分発淀屋橋行きの急行は0時29分に淀屋橋駅到着後、車庫に戻らないで淀屋橋駅3番線でそのまま夜間滞泊し、翌日が平日ダイヤ実施日であればその次運用となる淀屋橋駅5時04分発普通三条行きを5扉扱いとして運用する（もう1本は前述の寝屋川市発出町柳行きだが、これは平日は5扉扱いで運用する）。しかし、一般利用者の目に触れる時刻表に5000系使用列車である旨は記載されておらず特段の案内もないため、書籍物などからでは5000系の運用を特定することはできない（平日始発から朝ラッシュ時終了までの5扉扱いで運用する列車に限り、公式ホームページ掲載の時刻表で5000系使用列車を特定することは可能）。淀屋橋駅発の平日夕方ラッシュ時から深夜にかけての樟葉駅行きの場合、前述の快速急行と急行とを混在させているが、前者と後者との停車駅の差はわずか1駅であり、急行は枚方公園駅に停車するが快速急行は通過となる点だけが異なる。方向幕の色は橙色に白文字である。現在の橙色は1989年の7000系登場以降、英語入りの幕に交換された時から使用されている。それ以前は英語表示のない赤地に白文字の幕（色は2003年以降の特急と同じ）を使用していた。6000系登場以前は白地に赤字であった。前面の表示幕がない時代の方向板は丸形のものを使用しており、淀屋橋駅 - 三条駅（出町柳駅）間が赤地に白文字、淀屋橋駅 - 樟葉駅間が白地に赤文字と区別しており、側面幕は白地に赤字で「急行」であった。
急行は長らく、終日運転される主力優等種別であった。淀屋橋開業後の1964年当時の途中停車駅は四条駅（現在の祇園四条駅）・七条駅・伏見稲荷駅・丹波橋駅・中書島駅・八幡町駅（現在の石清水八幡宮駅）・枚方市駅・香里園駅・京橋駅・天満橋駅・北浜駅（1961年12月以降は日中は枚方公園駅にも停車）であり、当時の急行は2008年10月19日に新たに登場した快速急行とほぼ同じ水準の停車駅数であったが、その後は停車駅が増え、現在では全運転区間の約半数の駅に停車している。2000年のダイヤ改定までは、普通との緩急接続は基本的に守口市駅（萱島駅折り返し）・香里園駅・丹波橋駅の3駅（丹波橋駅では宇治線直通列車のみ）に加え、樟葉駅では同駅折り返しの準急と相互に行われてきた。加えて、早朝・深夜時間帯以外は20分間隔時代は全区間で逃げ切れていた。しかし、1971年8月の樟葉駅の改良工事完成に伴うダイヤ改正より15分間隔化になると、逆に逃げ切れなくなったために樟葉駅あるいは丹波橋駅で特急に必ず追い越されていた。その後、2003年9月のダイヤ改定で昼間時の運転が中止（準急に置き換え）された後、2006年4月のダイヤ改定から2008年10月19日のダイヤ改定前までは、昼間は淀屋橋駅 - 枚方市駅間の運転（一部は準急、香里園駅で特急待避あり）、それ以外の時間帯は淀屋橋駅 - 出町柳駅間を15分間隔（夜間は20分間隔）で運転される形でほぼ終日運転されていて、土休日は京阪間通しの列車は原則として終点まで特急に追い抜かれなかった（ただしまれに三条駅で特急に追い抜かれることもあった）。1980年3月まで寝屋川市駅・枚方公園駅は昼間時間帯のみ停車、守口市駅は終日通過となっていた（ただし、1960年代後半には朝ラッシュ時に守口車庫から出庫する列車として、当時は停車駅ではなかった守口駅発三条駅行きの急行が3本設定されていたが、1971年のダイヤ改正頃に廃止された）が、1980年3月のダイヤ改定で寝屋川市駅は終日停車、守口市駅は昼間時間帯停車となり、その後守口市駅・枚方公園駅は夕方ラッシュ時にも停車するようになるなど、ダイヤ改正→ダイヤ改定毎に停車時間帯が拡大し、2003年からは夕方ラッシュ時間帯終了後から深夜時間帯突入前の夜間（22時台頃まで）にも停車するようになった結果、早朝から朝ラッシュ時および深夜のみの通過となった。その後、2008年の中之島線開業で早朝と深夜の列車についても停車を開始し、ここに全急行列車が両駅に停車するようになった（代わりに朝ラッシュ時の急行はこの改定で廃止された）。2011年5月のダイヤ改定で昼間にも淀屋橋駅 - 樟葉駅間運転の急行が1時間あたり4往復復活すると、普通とは京橋駅（中之島駅発着）・守口市駅・香里園駅で緩急接続するようになったほか、樟葉駅では特急とも緩急接続するようになった（ただし香里園駅・枚方公園駅から樟葉駅以東の特急停車駅間に対しては、枚方市駅で特急と準急または普通が緩急接続するダイヤになっているため、そちらが樟葉駅で特急と急行を相互に乗り継ぐよりも早く到着する）。京都競馬開催時（場外の時期も含む）は淀駅に臨時停車していた。2008年10月19日のダイヤ改定で昼間の運転がなくなったため、代わって快速急行が臨時停車していたが、2011年5月のダイヤ改定で昼間の運転がなくなり臨時停車がなくなった。ただし、以後も淀発の中之島行き臨時急行が運転されることがある。快速特急「洛楽」が運転される春秋の特別ダイヤでは特急の送り込みの関係上、京都競馬開催の有無関係なく午後の時間帯（15時 - 17時台） で淀発の出町柳行きが運行された。臨時停車の代わりに樟葉発の急行を延長する形で土休日朝に淀行き、夕方に淀発急行が設定された。淀駅はそれらを含め、始終着とする急行のみ停車し、これ以外の列車は淀駅を通過する。8両編成運転は1985年から始まり、当初は朝夕ラッシュ時の樟葉駅で折り返す列車のみであったが、1987年の京都地下線（東福寺駅 - 三条駅間）の開業で全線に拡大していった。2009年9月のダイヤ変更で平日夕方上りに限り、中之島発の樟葉行き快速急行3本が淀屋橋発樟葉行きの急行4本に振り替えられた。それと引き換えに、中之島発の列車は普通に格下げされている。さらに前節の通り、2011年5月のダイヤ改定で日中も淀屋橋駅 - 樟葉駅間で運転されるようになり、夕方時間帯の下りも運転されるようになった。しかし、2013年3月16日のダイヤ変更で、日中の運転は1時間あたり4本から3本に削減され、準急と交互に20分間隔での運転になった。また土日に運転されている淀行きの急行2本を樟葉行きに短縮し、平日夕方ラッシュに運行されている樟葉行き急行4本を淀行きに変更。また深夜にも淀行きの急行（これは樟葉行きの準急の格上げによるもの）が運行されるようになった。2016年3月19日のダイヤ改定で日中の運転が取りやめとなった。2017年2月25日のダイヤ改定より上り快速特急「洛楽」運行時間帯は、八幡市（現在の石清水八幡宮）、伏見稲荷、清水五条、神宮丸太町などの京都観光最寄駅に配慮して、出町柳行き（快速急行より変更）が平日に2本、土・休日に5本運行されている。この列車は、枚方市で、快速特急「洛楽」を待避し、京都競馬開催時（場外の時期も含む）は淀駅に臨時停車する。2018年9月15日のダイヤ改定では、平日1本、土休日に2本あった8000系での運用は消滅した。平日夜には出町柳発淀行きが3本増発された。土休日の朝には特急を増発することになり、朝の出町柳行きについては、6時台は準急（出町柳行き）に変更、7時台は樟葉行きに変更された。また、2008年10月のダイヤ改正により消滅した枚方市行きの運転が復活した（平日夜と土休日昼に1本ずつ）。
主に複々線区間で通過運転を行い、そのほかの区間は各駅に停車する。停車駅は淀屋橋駅、北浜駅、天満橋駅、京橋駅、（守口市駅）および、萱島駅 - 出町柳駅と中之島線内の各駅。平日朝ラッシュ時の下りは守口市駅を通過する「通勤準急」として運転し、それ以外は守口市駅に停車する「準急」としてほぼ終日運転され、守口市駅で普通に接続している。平日朝・夕ラッシュ時の一部で中之島駅発着の列車が運転されるが、それ以外は淀屋橋駅発着となる。このほか枚方市駅・樟葉駅・淀駅発着の区間運転列車が設定されている。中書島駅 - 七条駅間の急行通過駅が7両編成までの対応のため、京阪間通しの列車はすべて7両編成での運転であり、区間運転の列車には8両編成の運転（3000系での運用もあり）もある。京橋駅で中之島駅発着の普通と相互接続する列車がある。それらを乗り継ぐことによって、淀屋橋駅発着の普通を補完している。2003年9月のダイヤ改定で昼間時間帯（2008年10月のダイヤ改定ではさらに夕方以降の列車も）の京阪間通しの急行が事実上特急に格上げされたために、枚方公園以西の急行停車駅では急行の、萱島以東の各駅では普通の代替的な役割をそれぞれ担っている。このため日中においては、例えば2008年10月のダイヤ改定までは香里園駅で特急を待避していたところを、上りは淀屋橋駅出発後枚方市駅まで、下りは枚方市駅出発後淀屋橋駅までそれぞれ、後続の特急から逃げ切るダイヤに再度戻された。2009年9月のダイヤ改定により、平日の16時以降は大阪方面で萱島駅の準急と区間急行の接続ができなくなり、例えば萱島駅で乗り換えて準急通過駅へ向かう場合は、萱島発の普通を待つ必要がある。また夕方以降の列車は京都側での区間列車（出町柳駅・三条駅 - 淀駅・一部は樟葉駅）と樟葉駅折り返しの準急列車が統合されたものであり、中書島駅 - 樟葉駅間の速達列車の通過駅（淀駅・橋本駅）でも利便性が向上している。なお、前述の香里園駅での特急の通過待避は2016年3月19日以後のダイヤ改定で復活している。各駅停車区間における特急（2008年10月改定からは快速急行も）との緩急接続は、基本的に枚方市駅（2016年3月19日以後の日中は樟葉駅）・丹波橋駅・三条駅の3駅で行っている。ラッシュ時には枚方市駅で緩急接続を行う列車や、萱島駅や香里園駅、淀駅や龍谷大前深草駅で快速特急・特急などの通過待ちを行う列車、香里園駅や枚方市駅で快速急行や急行に接続する列車もある。種別幕の地色は青である。6000系登場以前は白地に青字であった。また、方向板を使用していた時は丸板で白地に青文字で準急（行き先は黒字）と書かれたものを使っていた（天満橋駅発着列車は黄色地に青文字で準急）。
1980年3月のダイヤ改定前は朝夕時間帯のみの運行であったが、日中の区間急行を準急に変更する形でほぼ終日の運行となる。そのため、萱島駅の利用客を救済する目的で同駅にも停車するようになった。この当時は日中を中心に基本的に枚方市駅折り返しで、樟葉駅で折り返すのは朝夕に限られていたが、1987年6月1日のダイヤ改定で日中も樟葉駅で折り返すようになった。1989年9月には京都側にも通過運転を行う準急が設定された（出町柳駅 - 淀駅・樟葉駅間；後述）。また1990年までは夕方以降も守口市駅は通過だった。2003年9月のダイヤ改定で、全列車萱島駅 - 出町柳駅間は各駅停車（1987年以前の運転体系。ただし当時は鴨東線区間は未開業）に再度戻された。この改定で昼間に全線通しの運転と枚方市駅折り返し運転が1時間あたり6本ずつ設定された（計12本）。平日夕方ラッシュ時には交野線直通準急「ひこぼし」（天満橋駅始発）が設定された。2006年4月のダイヤ改定では、枚方市駅折り返しの急行が1時間あたり6本設定された関係で、昼間の準急の運行がなくなったが、2007年9月のダイヤ改定で15時以降に急行が準急に置き換わるパターンとなった。この時間帯は急行と同様に、香里園駅で特急待避をしていたが、萱島駅で必ず区間急行（後述）との接続を取っていた。中之島線開業日の2008年10月19日のダイヤ改定では、再び昼間に全線通しの運転が毎時4本復活した。また、守口市通過列車を「通勤準急」として分離した。「ひこぼし」は運転時間帯が変更され、深夜帯の快速急行に置き換えられた（「ひこぼし」の愛称は従来通り使用）。2011年5月28日のダイヤ改定では、急行の終日運行が復活した関係で、日中の準急が1時間あたり4本から2本に削減の上、中之島駅発着に変更され、京橋駅で淀屋橋発の特急や普通と接続を行うようになった。そのため、日中の中之島線直通列車は準急2本・普通4本とも淀屋橋駅発着列車を2本連続で接続待ちしてから、改めて京橋駅を発車するダイヤになり、京橋駅での停車時間が非常に長くなった（正月ダイヤの日中でもほぼ同様、ただし当該時間帯の中之島線直通列車は普通のみ）。2013年3月16日のダイヤ改定で、日中の運転は1時間あたり中之島駅発着2本から淀屋橋駅発着3本に変更された。春秋の特別ダイヤでは4本（出町柳行き2本、枚方市（夕方以降は出町柳行き）行き2本に変更された。枚方市駅で折り返す列車は香里園駅で特急に追い抜かれる列車がある。2016年3月19日のダイヤ改定では、日中の急行を準急に置き換え、淀屋橋駅 - 出町柳駅間の列車が10分間隔で1時間あたり6本となった。また、日中の特急との接続駅が樟葉駅・丹波橋駅・三条駅に変更され、香里園駅で特急を待避する運行形態に変更された。夕ラッシュ時間帯の上り区間運転の列車は枚方市駅折り返しとなった。平日朝の枚方市駅7:03発の中之島行き通勤準急が初の3000系での運用となった。2017年2月のダイヤ改定以降、夕方ラッシュ時の淀屋橋発の一部が中之島発（京橋で特急に連絡）に、樟葉発中之島行きが一部を除いて淀屋橋行きに変更された。2017年8月20日のダイヤ改定で3000系の通勤準急は消滅した。
7両もしくは8両編成で朝晩に運転される。停車駅は淀屋橋駅、北浜駅、天満橋駅、京橋駅および、守口市駅 - 樟葉駅の各駅。守口市駅以東を各駅に停車することで、大阪モノレール線との乗り換え駅でありながら外側線（緩行線）にしかホームがない門真市駅やその周辺の駅の速達・利便性を確保する役割を担っているほか、朝ラッシュ時には通勤快急と通勤準急が停車しない守口市駅を補完する役割も持つ。大半の列車が寝屋川車庫への出入庫も兼ねた萱島駅発着で、萱島以東も走るのは平日朝の下り樟葉発2本と上り樟葉行き1本、土休日深夜の上り枚方市行き1本のみである。なお、以前は夕方以降多く設定されていたが、ほとんどの列車が準急に格上げされ、かつ守口市駅への急行停車時間帯が拡大されたために本数を削減された経緯がある。 急行線の容量の関係上、朝ラッシュ時には全線外側線を走行する列車がある（守口市駅を朝8時台に発車する淀屋橋行き区間急行3本）。前を走行する普通列車の速度に合わせて走るため、守口市駅 - 京橋駅間の所要時間は急行線を走る区間急行より2 - 3分遅い。区間急行は他社では急行と準急の中間の種別として使われるが（近畿日本鉄道・南海電気鉄道など）、京阪では伝統的に区間急行を準急と普通の中間の種別としている。英文字表記は他社の「準急」に当たる"Semi-exp. (SEMI-EXPRESS)"と表記され、準急には他社の「区間急行」に当たる"Sub-exp. (SUB-EXPRESS)"と表記されていることから、区間急行と準急の位置付けが逆になっている（京阪の区間急行=他社の準急、京阪の準急=他社の区間急行）ことがわかる。方向幕の地色は緑色である。長らく「区急」と略して表示されてきたが、2003年改定より駅の発車案内表示において「区間急行」と略さずに表示するようになり、車両側も2008年より中之島線対応で方向幕を交換して、駅と同じく「区間急行」と表示するようになった。なお、前面の行先表示板を使用していた頃は、区間急行は普通の板の行先の下に赤字で「急」と書かれたものを使用していた時期があった。平日朝ラッシュ時の樟葉行き上り列車の1本は、枚方市駅まで後部2両を女学生・児童優先車両としている。
1980年3月のダイヤ改定で、それまで枚方市駅が最東であった区間急行は樟葉駅まで運転区間を延長した。また日中の列車は準急に変更され、それ以降は朝夕ラッシュ時の専従列車として運転されてきたが、2006年のダイヤ改定からは再び26年ぶりに昼間時間帯にも運転するようになった。2008年10月19日のダイヤ改定では、天満橋行きを中之島行きに延伸した（昼間時。平日のラッシュ時には淀屋橋行きも運転）。2009年のダイヤ改定で大阪側の4両編成の列車が、平日萱島発深夜の片道1本のみ区間急行で復活した。この列車は中之島線直通であり、折り返し快速急行となった（10000系限定）が、2011年5月28日のダイヤ改定によりこの運用は終了となった。また、この改定では昼間時間帯の運転も再度廃止され、1980年より2006年までと同様に早朝、深夜およびラッシュ時のみの運転となった。2016年3月19日のダイヤ改定では、朝の枚方市発の列車が樟葉発の準急に変更され、萱島駅以東発の列車が削減された。一方、樟葉行きが平日朝に1本復活したほか、平日に樟葉発淀屋橋行きが設定された。2017年2月のダイヤ改定では、夕ラッシュ時上りの一部が準急に変更され、本数は少し減少した。2018年9月15日のダイヤ改定で平日早朝の下り樟葉発の準急1本が格下げされ、萱島以東を走る区間急行は1本増えた。
各駅に停車する。案内放送では「各駅停車」で統一されている。基本的な運転系統は2017年2月25日改定のダイヤでは中之島駅 - 萱島駅・枚方市駅間の運転。時間帯によっては淀屋橋駅・守口市駅（深夜の下りのみ）・寝屋川市駅（京都方面発着のみ）・樟葉駅・淀駅（京都方面発着のみ）・三条駅・出町柳駅を始発・終着駅とする列車も存在する。また上り香里園行きも平日、土休日とも1本設定されている。京阪の列車として所要時間が最長となる中之島駅 - 出町柳駅間を乗り通すと約90 - 110分かかる。昼間時は守口市駅で準急に、枚方市発着は枚方市駅で特急に接続する。快速急行・急行が運転される時間帯は準急と異なり通過する光善寺駅、枚方公園駅と大阪方面との移動の利便性を損なわないよう香里園駅での接続も多い。中書島駅 - 七条駅間の急行通過駅が7両編成までの対応のため、準急と同様に京阪間通しの列車及び淀発着の列車はすべて7両編成であり、8両編成での運転は樟葉以西と深夜の三条発出町柳行きのみである。特に京阪間通しの普通の場合、2000年のダイヤ改定までは香里園駅を出れば、あとは枚方市駅と深草駅（現在の龍谷大前深草駅）で特急を待避するだけで（下りはその逆）、後続の急行とは緩急接続せずに三条駅または出町柳駅まで逃げ切るダイヤとなっていた。萱島駅折り返し列車に関しては、萱島駅 - 出町柳駅間の各駅に停車する準急と接続できる体系になっている。しかし2000年のダイヤ改定から約3年間、香里園駅発車後、三条駅または出町柳駅まで逃げ切れなくなっていたが、これは丹波橋駅で特急と急行が緩急接続するようになった上、京阪間通し列車における深草駅での2列車連続待避が生じたためである。その反面、伏見稲荷駅での緩急接続はできない（同駅には待避設備がないため）ものの、急行の後続となる普通へ乗り換えることにより、丹波橋駅以南の特急・急行停車駅から鳥羽街道駅・東福寺駅への所要時間が短縮された。
2000年のダイヤ改定までは昼間時に三条方面と宇治線との直通列車も存在していたが、配線の都合上、中書島駅で進行方向が変わっていた。このダイヤ改定で中書島駅で系統分割され、2003年のダイヤ改定まで中書島駅発着となり、丹波橋駅での急行との接続もなくなり、三条駅・出町柳駅または中書島駅まで先着となった。なお系統分割後の当該列車は上り特急の後を追って中書島駅を発車するダイヤになっていたため、中書島駅以南の特急・急行停車駅から伏見桃山駅までの所要時間が短縮された。2003年9月のダイヤ改定で、それまで全線直通と萱島駅折り返しの2本立てだったが、前者は日中の萱島駅以南が準急に格上げされたため後者のみに統一された。2006年4月のダイヤ改定で2年7か月ぶりに全線直通が復活し、1時間あたり6本すべてが全線直通に統一された。しかし、2008年10月19日のダイヤ改定では1時間あたり6本中2本を残して萱島駅以南が再び準急に格上げされており、萱島駅折り返しが2年半ぶりに復活している。このダイヤ改定から、ラッシュ時間帯に運転されていた京都側での折り返し列車は大幅に削減され、一部列車は準急に系統統合されている。また、2011年5月28日のダイヤ改定で日中の区間急行が、中之島駅 - 萱島駅・出町柳駅間の普通に置き換えられた。よって、大阪側基準で日中の3分の2の列車が中之島駅発着に変更されたため、この時間帯における淀屋橋・北浜両駅から野江駅 - 土居駅間各駅への利用者は、3分の1を残して京橋駅での乗り換えが必要となった（淀屋橋駅まで乗り入れるのは、日中毎時2往復しかない）。しかし、2013年3月16日のダイヤ変更で、日中1時間あたり6本すべてが中之島駅発着に統一され、日中は淀屋橋駅 - 天満橋駅での運用がなくなり、前述の利用者はほぼ終日京橋駅での乗り継ぎが必要となった。また大阪側の区間列車は8両編成が大幅に増えている（これは平日ダイヤで夕方以降に樟葉行きの快速急行や準急として折り返す列車があるため）。2016年3月19日のダイヤ改定では、日中の中之島駅 - 出町柳駅間の列車が中之島駅 - 枚方市駅間の運転に変更された。また、日中の香里園駅での緩急接続が取り止められた。平日朝ラッシュ時の香里園行き上り列車の1本は、後部2両を女学生・児童優先車両としていたが、この改定で消滅し、区間急行に設定が引き継がれた。2017年2月25日のダイヤ改定では、日中の萱島発着のうち、毎時1本が枚方市発着に変更され、日中は中之島駅 - 枚方市駅間4本、中之島駅 -　萱島駅間2本の運行が基本となった。
京都競馬場での競馬開催時には、最寄駅となる淀に向けて臨時列車が運転されている。メイン競走の格により本数は増減する。1990年代までは、午前に淀屋橋発淀行きの急行、午後に淀発天満橋行き（一部淀屋橋行き）および三条行きの急行が運転されていた。この臨時急行は「馬急（うまきゅう）」とも呼ばれ、行先表示板を使用していた時代には蹄鉄が描かれたものを使用していた。1999年4月から2003年9月6日ダイヤ改定前までは、午前の急行に代わって「淀快速ターフィー号」が運転されていた（停車駅は淀屋橋・北浜・天満橋・京橋・守口市・淀。ただし守口市停車は2000年秋から）。この列車では競馬専門紙のトラックマンやスポーツ新聞の競馬担当記者による競馬予想が車内で放送されていた。それ以降は準急の枚方市駅（2003年9月改定以前は樟葉駅） - 淀駅間を延長する列車のうち枚方市駅 - 淀駅間で急行運転するものは「Gallop」（ギャロップ）として運転され、ヘッドマークも掲げられていた。2006年4月のダイヤ改定以降は高架化工事に伴い下り線が始発線のない仮設ホームに移設されたため、臨時列車の本数が大幅に減ったものの、メイン競走の格によって復路のみ淀発天満橋行や三条行の急行が運転されることがあった。2008年10月からは快速急行が淀駅に臨時停車するようになり、2011年5月に昼間の快速急行が廃止されて一旦は廃止されていたものの、2016年3月19日のダイヤ改定で臨時停車を再開した。現在はメイン競走の格によって増減するが、中之島駅 - 淀駅間の急行（往路は上り・復路は下り。場合によっては特急も運転されることもある）、淀駅 - 三条駅間の普通（上りのみで運転されない場合もある）が運転される。例外として2010年11月27日には京阪杯開催および京阪電車100周年を記念して臨時ターフィー号が1本運転され、また2011年度も11月26日に臨時ターフィー号が淀屋橋駅 → 淀駅間で片道1本運転された。過去にはホームに観戦帰りの客が殺到し、安全性確保のために通常は通過する特急が急遽臨時停車した例もあった。また、2003年9月6日の大幅なダイヤ改定直後の同年10月 - 11月の日曜日のうち4日間と、2004年5月2日には「休日特別ダイヤ」を編成したことがあった。このダイヤでは朝夕に各種列車の増発が行われ、特に夕方（16 - 17時台）には10分当たり三条発天満橋行き臨時特急1本、淀発天満橋行き臨時急行1本、淀発淀屋橋行き「Gallop」1本が増発され、定期列車と合わせて複線区間（淀駅 - 萱島駅間の下り）で10分間に片道5本（平均2分間隔）という朝ラッシュ時間帯並みの本数となった。
毎年正月三が日の初詣輸送には特に力を入れており、大みそかの夜間19時台から、翌年1月3日（曜日配列によっては4日または5日）までは、「土曜・休日ダイヤ」を適用せず、「大みそかダイヤ」・「正月ダイヤ」を編成して運転している。各駅や全列車の時刻などは、京阪電鉄の公式ホームページ上や、「K-PRESS」、またはリーフレットなどで公表される。
大文字五山送り火のある毎年8月16日は、土曜日・日曜日にならない限りは原則として平日ダイヤの運転となる。2008年までの実績では、夕方以降の急行（樟葉発着も含む）は出町柳まで運転された。一方で出町柳発着の普通の一部は三条での折り返し運転とした（出町柳発着に8両編成の列車を集約させるため）。また20時以降はK特急や急行を中心に臨時列車が運転された。2009年以降は混雑する時間帯に出町柳駅発の樟葉行きの臨時急行を増発している。出町柳駅の今出川口については混雑緩和などのために営業時間を延長（21:30まで）する。
上記以外にも祇園祭、宇治川花火大会、天神祭など沿線で大きな催し物がある場合は夜間を中心に臨時列車（または定期列車の運転区間延長）が運転される。また、行楽シーズンには淀屋橋駅・天満橋駅 - 三条駅・出町柳駅間に臨時特急が運転されることがあった。他線に比べて比較的臨時列車が多い路線だが、近年臨時列車は減便傾向にある。以前は名称がない臨時列車にも「臨」のヘッドマークが掲げられていたが、2003年9月6日改定以降はこのマークは臨時特急のみにしか掲げられていない。さらに、沿線で大きなイベントが開催される場合は夜間の特急が3ドア車（通常は2ドア車）に差し替えられることがある。
京阪本線のかつての最優等種別。2003年9月6日のダイヤ改定で新設（運転開始は8日から）された。ただし停車駅はダイヤ改定前の特急と同じで、特急の停車駅が増加したことにより新たに設けられた種別である。淀屋橋駅 - 出町柳駅間で運行され、朝の淀屋橋行きが枚方市駅にも停車していた。平日の昼間以外の時間帯のみの運転で、通勤特急の役割を果たすことから土曜・休日は運転されなかった。平日夕方ラッシュ時では丹波橋駅で急行と緩急接続を行っていた。朝の下り以外は事実上の京阪間ノンストップ列車である。朝の一部の列車は3ドア車で運転され、特に最混雑時間帯の下り列車では2ドア車の充当が避けられていた。朝ラッシュ時には出町柳側の1両目が女性専用車両として運用されていた。また、平日朝ラッシュ時には交野線私市から淀屋橋行きK特急「おりひめ」が2本運転されていた。この列車は交野線でのホーム有効長の関係上5両編成で運転された。K特急の名称は中之島線開業に伴う2008年10月19日のダイヤ改定で廃止され、平日朝のK特急が特急に、夕方の上りK特急が快速特急（「おりひめ」は通勤快急）に改称された。
京阪本線上りのかつての最優等種別。2008年10月19日のダイヤ改定で、それまでのK特急から置き換える形で新設（運転開始は20日から）。停車駅はダイヤ改定前のK特急と同じで、特急よりも速達列車であるということをわかりやすくするために新設された種別である。平日夕ラッシュ時にすべて2ドア車（8000系）により淀屋橋発出町柳行で運行され、下りや土曜・休日の定期列車は設定されていなかった。なお、この列車は枚方市駅・樟葉駅は通過となるため、京橋駅などでは通常の特急との誤認を防ぐための放送を係員が肉声で行っているほか、京橋駅の発車メロディはこの列車に限り「朝靄の京橋で乗り換え」を使用している。臨時列車では、2011年に「さくらエクスプレス」「わかばエクスプレス」として淀屋橋発出町柳行きが2本運転されたほか、「光のルネサンス号」として出町柳発中之島行きが運行された実績がある（下りの快速特急が運転されたのはこの時のみ）。2011年5月28日のダイヤ改定で廃止となり、全列車とも特急に格下げされた。
1938年の設定当時は天満橋駅 - 枚方東口駅（現在の枚方市駅）間で運行され、停車駅は蒲生駅（現在の京橋駅）・門真駅（現在は廃止）・萱島駅・寝屋川駅（現在の寝屋川市駅）・香里園駅・枚方駅（現在の枚方公園駅）であった。種別としては準急よりも下位であるが、当時準急停車駅であった守口駅（現在の守口市駅）を通過していた点が特徴である。戦争中に一旦廃止となり、戦後1947年に運行を再開している。その後、現在の停車駅（片町駅にも停車）となり、1960年のダイヤ改定でそれまで運行されていた京橋駅 - 守口駅間通過の普通に統合され、昼間時にも運転されるようになった。
一方、この区間急行とは別に、1952年にそれまで混雑時に天満橋駅 - 枚方市駅間で運行されていた急行を、枚方公園駅以北を各駅停車とする形で八幡町駅・深草駅まで延長した。この急行は種別板が赤の縁取りで白地に赤文字で「急」と書かれていた（両サイドに行先を表記）。この種別板は、後年設定される樟葉始発の急行（ただし停車駅は全線通しの急行と同様）の種別板と同様のものであった。このA急行と準急との停車駅の違いは、豊野駅（1963年廃止）と光善寺駅を通過するか停車するかの違いのみであり、豊野駅が廃止されて以降は準急との停車駅数の差が1駅（光善寺駅停車の有無のみ）となり、急行運転の意味が薄れたため、1969年の京橋駅移転によるダイヤ改正により準急と統合して廃止された。この区間運転の急行は当時の列車番号の頭部に「A」を付番していたため「A急行」とも呼ばれていたが、旅客案内上ではこれも「急行」と称していた。1964年当時は朝ラッシュ最ピーク時に主に枚方市駅 - 淀屋橋駅間で（この時の区間急行は一部を除き香里園駅・萱島駅・守口駅始発）、夕方以降に淀屋橋駅 - 八幡町駅（入庫列車は深草駅）系統を中心に運行していた。
1989年9月27日から2003年9月5日まで運転されていた種別で、朝と夕方のラッシュ時や夜間を中心に運転されていた（運転区間：出町柳駅 - 淀駅・樟葉駅間、停車駅：出町柳駅 - 七条駅間の各駅・伏見稲荷駅・丹波橋駅・中書島駅 - 樟葉駅間の各駅）。この列車の前身は三条から宇治線に直通していた急行であり、その名残りで当初は夕方ラッシュ時に樟葉行きのみを5両編成中心に運転していた。その後、1991年6月1日のダイヤ改定で朝ラッシュ時の淀発出町柳行きと夜間に淀行きが追加されたのち、2000年のダイヤ改定で夕方ラッシュ時の出町柳駅 - 樟葉駅間の列車は普通に格下げされ、同時に7両編成も登場した。2003年9月6日のダイヤ改定で、萱島駅以東各駅停車に改められた（1989年以前の形に戻った）ため、出町柳駅 - 淀駅間の準急は急行に変更された（この急行は淀駅に停車する）。なお、大阪方面からの準急は1937年の種別設定当時は枚方東口駅（現在の枚方市駅）以東、戦後の運行再開後しばらくの間は中書島駅以東で通過駅があった（1950年から1952年は「直行」を名乗った）。1987年改定以後は、準急は淀屋橋駅 - 淀駅間のみ設定されていた。また、2003年9月の改定までは大阪方面の準急は淀駅以東には直通しなかったので、この期間は、淀屋橋駅 - 樟葉駅（一部淀駅、枚方市駅）間と、出町柳駅 - 樟葉駅・淀駅の2系統の準急がある状態であった。
1968年まで丹波橋駅 - 三条駅間に奈良電気鉄道（1963年以降は近鉄京都線）直通の急行・準急・普通が運転されていた（急行は1956年頃までおよび、1967年からの設定）。奈良電気鉄道・近鉄の車両が使用され、停車駅は1957年までの準急は各駅停車、それ以外は急行・準急とも京阪間直通の急行と同一であった。詳細は「奈良電気鉄道#京阪神急行電鉄・京阪電気鉄道との直通運転」を参照。
太平洋戦争中の1944年2月5日より、混雑時の京阪間直通の普通列車は蒲生駅（現在の京橋駅） - 守口駅（現在の守口市駅）間を通過するとされた。この措置がいつ解除になったかは不詳である。その後、1956年、天満橋駅 - 三条駅間直通の普通列車（早朝および夕方 - 夜間の一部をのぞく）については当時の複々線区間である京橋駅 - 守口駅間が通過となった。この区間の各駅については枚方市駅（一部は豊野駅）折り返しの普通列車が停車する形になっていた。この2つの普通は案内の上では特に区別されず、どちらも「普通」であったが、角型方向板中の行き先の周りを赤枠で囲ったものが使用されていた。1960年のダイヤ改定で直通列車を各駅停車に、枚方市駅折り返し列車を京橋駅 - 守口駅間通過に入れ替えた上で、上記の「区間急行」と統合する形で区間急行に変更され、通過駅のある普通列車は消滅した。部内では「直行」とも称された。
2013年3月16日のダイヤ改定まで平日朝ラッシュ時には交野線私市発中之島行き通勤快急「おりひめ」、平日深夜には中之島発私市行き快速急行「ひこぼし」が運転されていた（各1本ずつ）。両列車は交野線でのホーム有効長の関係上、5両（2600系）編成で運転されていた。中之島線開業前の2003年9月の「おりひめ」・「ひこぼし」新設当初から2008年10月までは「おりひめ」は私市発淀屋橋行きK特急、「ひこぼし」は夕方時間帯に天満橋発私市行き準急として運転されていた。
貨物運輸は1913年（大正2年）7月4日に開始され、1937年（昭和12年）6月時点のダイヤでは塩小路駅 - 天満橋駅間に定期貨物電車が3往復、不定期が3往復、塩小路駅始発で中書島駅から宇治線へ乗り入れ往復後に天満橋駅に向かう列車が1本設定されていた。戦後も1946年（昭和21年）2月時点で1日2往復、1953年（昭和28年）9月には1往復の定期貨物電車が運行されていた。この当時は、塩小路通りの踏切を超えたところで一旦停車、バックして駅構内に入り、大阪天満橋へは一度三条駅まで北上してから折り返して運用された。1955年（昭和30年）6月25日、貨物輸送は廃止され貨物専用駅の塩小路駅も廃駅となった。
計画時、大阪側は本来高麗橋を起点とする予定が、大阪市の圧力で天満橋駅に変更を余儀なくされ（「市営モンロー主義」を参照）、それ以来大阪中心部への乗り入れは京阪の悲願となる。建設当初は阪神電気鉄道とともに大阪市電への乗り入れも計画していたが、車体規格の問題などで大阪市が難色を示しお流れとなった。その後、戦前には新京阪線（後述）との総合ターミナル駅建設による梅田への乗り入れ計画も立てられたが果たせず（「京阪梅田線」を参照）、開業から半世紀余りを経た1963年4月16日にようやく地下線で淀屋橋への乗り入れを果たした。京都側も五条（現・清水五条） - 塩小路駅間が住宅密集地で用地確保に難航し、塩小路駅を起点にした営業開始も検討された。そこに京都市から鴨川と琵琶湖疏水の間の堤防上に軌道設置の提案があり、しかも市電用に取得した特許の譲渡を持ちかけられた。塩小路 - 五条間を報償金5万円、五条 - 三条間を報償金47万円で譲り受け、まず五条駅までが建設された（詳細は「京阪60型電車」を参照）。伏見の深草地区では陸軍第十六師団の演習の支障を防ぐためとの理由で深草駅（現在の龍谷大前深草駅） - 藤森駅間にあった第一軍道 - 第三軍道は開業時から道路が京阪本線の線路を跨ぐ形で立体交差化された（現在、第十六師団駐屯地跡は聖母学院、龍谷大学、京都府警警察学校、京都教育大学などになっている）。このほか、淀川水系の洪水対策で宇治川や木津川が付け替えられたために橋梁の位置の変更、軟弱な地盤などで軌道敷設許可から建設までには10数か所に及ぶ設計変更やルート変更が行われ、1908年9月全線の青写真が完成。同年10月から4工区に分けて随時着工され、翌1909年4月には網島工場・車庫も着工、6月には鉄道線に電気を供給する火力発電所を毛馬の閘門付近の守口に建設、枚方と伏見に変電所を着工した。そして開業した京阪線は、適用法規（軌道条例、後に軌道法）の関係から全区間の3分の1が併用軌道で大阪側に集中していた。また京街道の宿場を縫うように造られたためにカーブの多い路線であった。当時総務課長として線路の選定と用地買収に当たった太田光熈（のちに社長）の回想では、これでも当局や取締役の岡崎邦輔を介した政府筋への運動により、当初の特許から「併用道路を三分の一に減じて貰」った結果であったという。1910年4月1日が開業日となるはずであったが、直前の守口変電所での変圧器の火災などで開業が15日延期された。ようやく開業にこぎつけた4月15日当日も車両故障が発生して始発電車から立ち往生する事態となり、当時の新聞にも酷評されるなど散々な目に遭った。このため、18日までの3日間は運賃を半額にするという今では考えられないサービスで汚名返上に努めた。
天満橋駅 - 五条駅間の所要時間は開業当初1時間40分で、7月から1時間30分に、大正時代に入った1912年には1時間20分まで短縮した。さらなる所要時間の短縮を狙い、1914年には日本初となる急行電車の運転を開始した。当初は深夜の運転で天満橋駅 - 五条駅間をノンストップで走り1時間で結ぶことに成功。翌1915年からは日本で初めて自動閉塞信号機を導入し、日中にも運転時間帯を拡大した。三条延伸開業後は途中、四条駅（現在の祇園四条駅）のみ停車となったが、天満橋駅 - 三条駅間の所要時間は1時間で変わらなかった。1916年からはこの急行を最急行に格上げし、主要駅停車の急行を新設した。ただし、最急行は改称後4か月で廃止されている（「京阪特急#前身」も参照）。1917年（大正6年）この年は京阪本線にとって最悪の1年となった。元日午後3時3分枚方駅（現在の枚方公園駅）で停車していた普通電車に急行電車が追突、普通電車は200mも押し出され急行電車は脱線した。事故原因は「急行電車の運転士が御屠蘇を飲んでの飲酒運転に因る前方不注意」というものであった。そして1月17日の早朝深草車庫から出火、客車15両・営業貨車1両・土木貨車3両と検車庫・工場・事務所を焼失した。そこで南海鉄道より路面電車4両を借り、名古屋電車製作所に車体を発注、焼け残った足回りを組み合わせて6両が3月末から4月にかけて到着した。同年9月25日から「大正大水害」と呼ばれる豪雨による洪水で10月1日枚方東口駅 - 樟葉駅間・淀駅 - 中書島駅間で堤防決壊で軌道浸水・軌道流失・軌道閉塞、中書島駅西側の伏見変電所も浸水して機能停止したため枚方東口より京都側は運転不能となった。すぐに復旧工事に入るも同月10日再度水害に見舞われて修復が遅れ、同月11日中書島駅 - 三条駅間の運転再開・淀駅 - 枚方東口駅間が14日に再開、18日午前11時・淀駅 - 中書島駅間が仮復旧して全線の運行が再開された。昭和になった1927年には、ロマンスカーと称した初代600型を登場させ、急行に使用した。このため、「ロマンスカー」という名称を使用したのは小田急電鉄ではなく京阪電鉄が最初となる。併せて、この時期は併用軌道の専用軌道化、守口駅 - 野江駅間の複々線化・立体交差化などの路線の改良、天満橋駅の改築、宇治川・木津川に架かる鉄橋の架け替えなどの更新が重ねられた。1922年には新京阪鉄道を設立、1928年に新京阪線（現在の阪急京都本線）天神橋筋六丁目駅 - 西院駅間を開通させた。戦中に京阪神急行電鉄（1973年に阪急電鉄と改称）に統合され、戦後の1949年に新京阪線を阪急に残した形（同時に京都本線と改称）で京阪電気鉄道として再発足した。大阪大空襲からの復興・疎開の影響による京阪間移動需要の急増を踏まえて、1950年7月には急行の所要時間を戦前と同水準とし、さらに9月には特急の運転を開始した。
終戦直後の1945年から1968年まで奈良電気鉄道線（現在の近鉄京都線）との相互直通運転も行っていた。直通運転の解消は京阪側の1966年の蒲生信号所での追突事故を受けてのATS設置・近鉄京都線の架線電圧1500V昇圧・近鉄と京阪双方の列車本数の増加に丹波橋駅の規模では対応できなくなった。などが原因と言われている（「奈良電気鉄道#京阪電気鉄道との直通運転」も参照）。また1952年に大和田駅から森ノ宮駅の間10.8kmの別線の特許を申請したり、1971年に表明した京都市伏見区三栖から分岐する「第2京阪線」の構想や、寝屋川信号所 - 交野駅（現・交野市駅）（約7km）の新線計画など、本線のバイパスとなる路線を立案したことがあったが、いずれも具体化せずに終わっている。1960年代から70年代にかけ京阪電鉄の開業時からの悲願ともいえる天満橋駅 - 淀屋橋駅間の地下線での延長、天満橋駅 - 蒲生信号所間の高架化と複々線化、「くずはローズタウン」の開発に合わせた樟葉駅の移転、土居駅 - 寝屋川信号所間の高架複々線化事業着工などの大規模工事が次々と行われた。架線電圧の1500V昇圧は1959年に一度検討されたが、「1975年で輸送量が1959年当時の輸送量の200パーセントとしても600V電圧で7両連結で対応できる」と昇圧を見送った経緯がある。ところが1963年の淀屋橋への延長工事竣工後、利用客の予想をはるかに上回り、1965年に1959年当時の輸送量の2倍になり、1968年から1500Vへの昇圧の準備工事が始まり、1969年4月の重役会で正式に1500Vへの昇圧が決定した。当初の予定では京都市内が地下化され路面電車との平面交差のなくなる1981年頃が予定されていたが、1973年と1978年の2度のオイルショックの影響で工事費が暴騰したことと輸送量の伸びが鈍化したことで1982年頃へと先送りされ、さらに繰り下げられた。準備から15年の歳月と250億円もの費用をかけて1983年12月4日に1500Vへ昇圧を果たした。1500V化は当時の大手私鉄14社では最後である。これは、前述の京都市電・大阪市電（いずれも架線電圧600V）との平面交差が4か所残っていたことに加えて、京津線80型の回生制動から発生する余剰電力を三条駅の変電所を通して京津線から京阪線へ両線の軌道分断後も再送電していたことなども影響している。1978年に東福寺駅以南が軌道法に基づく軌道から当時の地方鉄道法に基づく地方鉄道に変更された。地下化工事が計画され翌1979年着工された東福寺駅 - 三条駅間は手続き上の便宜から軌道のままでしばらく残されたが、2013年12月20日許可で鉄道に変更されている。鴨川と琵琶湖疏水に挟まれた堤防上を走っていた同区間は1987年に地下化された。が同年7月15日集中豪雨のため四条駅北側で鴨川へ流れこむ白川の仮設堤防が決壊して川の水が地下線に流れ込み五条駅が浸水し地下区間が終日運休した。翌1988年5月に地下化に伴う付帯工事がすべて竣工し、浸水事故の恐れはほぼ無くなった。土居駅 - 寝屋川信号所間の高架複々線化工事が最終段階にかかっていた1980年2月20日の枚方市駅 - 御殿山駅間で置き石による電車脱線事故（京阪電気鉄道置石脱線事故）が発生し、以後地上区間では不法侵入防止の柵がほぼ全区間にわたって設けられた。この事故後、枚方市付近の高架化工事が本格化。枚方市駅は1993年に高架化工事は竣工した。つづいて寝屋川市駅の高架化計画が進められ、寝屋川市駅舎部分に仮線を引く用地が無く京阪で初めて直上高架方式が採用され、2002年に高架化工事が竣工した。これにより淀屋橋駅 - 寝屋川市駅間は寝屋川車庫への出入庫線を除き立体交差化された。さらに淀駅が高架化され、現在も大阪府下で高架改良計画があるが、110km/h走行が可能となった区間は複々線の土居駅 - 野江駅間のA線（内側線）の速度制限なしの緩いカーブ1か所（土居駅 - 滝井駅間）を含む直線区間のみであり、100km/h以上で走行できる区間も、淀駅付近（105km/h制限）と、香里園駅 - 寝屋川市駅間の短い直線、門真市駅 - 大和田駅間のA線（半径600m級の100 - 105km/h制限カーブが連続する区間）、守口市駅構内付近大阪方（105km/h制限、ただし京都寄りにすぐ85km/h制限のカーブが存在する）などの比較的緩いカーブを含む区間のみでありきわめて少ない。大阪府内は開業時に併用軌道だったために軌道改良が行われ大半の区間で高速運転が可能となったが、北浜駅の京都側、枚方公園駅 - 枚方市駅間、橋本駅 - 木津川鉄橋間、龍谷大前深草駅 - 伏見稲荷駅間、東福寺駅 - 鳥羽街道駅間と半径200 - 220mの60km/h制限のカーブ区間が至る所に存在し、淀川堤防上の京都府道・大阪府道13号京都守口線（旧京阪国道）と並んで走る樟葉駅 - 橋本駅間は堤防に沿いに湾曲しカーブが随所に残っており、いまだ「京阪電気鉄道カーブ式会社」と揶揄されることもある。