古くから枡は存在したが、中世の混乱期には枡の規格が不統一となり、領主が多くの年貢を取ることを目的として、年貢を徴収・収納する際に用いる返抄枡（へんしょうます）・収納枡（しゅうのうます）と支払・給付用に用いる下行枡（げぎょうます）の2種類を用意しておくこと、ある特定量分とされている返抄枡より同一単位量とされている下行枡の方が実際の容量が小さくすることが、一般的に行われていたのである。高野山領のとある荘園においては、返抄枡1斗分の米をそのまま下行枡に移し変えると、実際には同じ量にも関わらず斗目（1斗を示す間隔・位置）が小さくなるために1斗7升と計量された（つまり7/17を1斗からはみ出した分として自己の手中に回収することが可能となる）といわれている（『鎌倉遺文』高野山文書）。なお、元の枡より移し変えた枡の斗目が大きくなる場合には「延（びる、一字表記の場合には「のび」）」、逆に小さくなる場合には「縮（む、一字表記の場合には「ちぢみ」）」と呼んだ。織田信長は当時京都で通用していた十合枡に奉行の印を押させて公定の枡と定め、豊臣政権もこれを継承した（京枡）。江戸幕府は1669年に京枡を元にして新たな枡の統一規格を制定（新京枡）し、これが現在まで続く枡の規格の基礎となっている。ただし、各地の領主は少しでも多く年貢を徴収することを目的として、小売商は販売量を少なくごまかす事を目的として、規格に適合しない枡を恒常的に利用していたと言われている。しかし江戸時代に入ると、枡を含めた不正な計量器の製作や使用は江戸幕府によって厳しく禁止され、違反者は獄門の極刑にされることになった。「升」などの体積の単位は枡から逆算されたものであり、「升」の体積に適合するように「一升枡」が作られたのではなく、「一升枡」で量った体積を「一升」と呼んでいた。このため、正確な計量は枡の適否にかかっており、偽の枡を製造販売することは上記のように江戸時代には重罪とされていた。しかし、実際には偽の枡は広く用いられていた形跡があり、また一部の藩では独自の枡（藩枡）を作っていたが、その中には藩ぐるみで不正を行っていた場合もあったようである。結局、規格だけは有ったものの幕府の努力とは裏腹に江戸時代が終焉するまで枡の全国統一は出来なかったと言われている。
運転系統としては完全に池袋線（飯能駅以北）と一体であり、有料特急の「ちちぶ」が池袋駅発着、各駅停車が飯能駅発着で運転されている。土曜・休日は、池袋駅発着の快速急行・急行も運転される。なお、土曜・休日の早朝には所沢駅発の西武秩父行き特急がある。2017年3月25日からは、40000系の10両固定編成を用いた座席指定列車「S-TRAIN」が土休日に運行を開始した。1988年12月までは池袋駅発着の急行や準急（飯能駅 - 西武秩父駅間は各駅に停車）が終日にわたって運転されていた。現在は平日朝に、池袋発小手指行きの各駅停車1本が西武秩父行きとして臨時延長運転を行うことがある。その他、春の芝桜シーズンや毎年12月3日の秩父夜祭、横瀬車両基地でのイベント開催時などに臨時列車が運転されている（西武新宿発着の臨時列車が運転されることもある）。1976年から1993年までは新宿線からも西武新宿駅発着の特急「おくちちぶ」が土休日に1往復運転されていた。2014年7月には、21年ぶりに同区間に臨時特急「おくちちぶ」が運転された。このほかにも同年のGWや夏に新宿線内急行、池袋線内快速急行の臨時列車が運転されている。また、西武秩父駅構内に設けられた秩父鉄道との連絡線を経由し、秩父鉄道秩父本線の長瀞駅・三峰口駅まで直通運転を行っている。併結運転される長瀞・三峰口行きの列車は、連絡線の配線の関係で西武秩父駅の一つ手前の横瀬駅で分割されて続行運転となり、長瀞行きは西武秩父駅に入らず直接秩父鉄道御花畑駅へ乗り入れ、三峰口行きは西武秩父駅で向きを変えて秩父鉄道に乗り入れるという特殊な運行形態をとる（乗務員交代は御花畑駅・西武秩父駅でそれぞれ行われる）。平日は通勤通学時間帯に、飯能発着1往復が運行される。土曜・休日には池袋駅から秩父鉄道へ直通する快速急行（復路は急行）が2往復運行され、都心から秩父への観光輸送に貢献している。長瀞行きの列車は直通開始当初から1992年3月30日までは野上駅までの運転で、1992年3月31日から2007年3月5日までは寄居駅まで運行していた。運転区間が寄居駅まで延長されたのは東武東上線からの直通列車が廃止されたことに伴うものだが、年々利用が減っていたこともあり2007年からは直通開始当初よりも一駅短い長瀞駅までとなった。各駅停車については4000系の4両編成、またはこれを2編成組み合わせた8両編成による運用が主体で、4両編成の列車は一部を除いてワンマン運転となる。また、土曜・休日には、新2000系・20000系・30000系が1往復乗り入れ、これらの車両はワンマン運転に対応していないため車掌乗務となっている。2017年ダイヤ改正時では、下りは飯能発朝9時台の西武秩父行、上りは西武秩父発夕方16時台の快速急行池袋行に充当される。日中は横瀬駅に留置されるが、繁忙期は間合いで飯能駅 - 西武秩父駅間を折り返し運転することもある。10両編成は、過去には5000系が4両編成から6両編成へ増強される過渡期の観光シーズンに、4両編成と6両編成を連結して運用に入ったことがある。また10両固定編成である東急5050系4000番台が試運転目的のため入線したことがある。山間部を走行する路線のため、台風やゲリラ豪雨などで運転見合わせになることがある。