1988年より20系客車が使用された臨時列車として「日本海」81・82号として設定され、定期列車と同じく大阪 - 青森間で運転されていた。のちに急行列車化されて「あおもり」に改称された。1994年からは583系電車に変更して運転されていたが、2000年以降は夏期のみの運転となり、2008年度を最後に設定がなくなった。
陸上公共交通機関において、京阪神と東北地方を結ぶ夜行バス路線の北限が仙台市（フォレスト号）と山形市（アルカディア号）であるため、公共交通機関を利用した夜間移動では当列車が山形県庄内地方・秋田県・青森県を結ぶ唯一の手段となっていた。団体で修学旅行・甲子園への応援や、就職・受験など学生の利用も多かった。定期列車時代後期の利用状況は、ほかの夜行列車・寝台列車と同様に利用客が航空機や高速バスへの移行が進んだことや、宿泊料金を低減したホテルが増えたことも影響し、JR西日本によると乗客数はJR発足時の1987年（約530人）と比較して2010年代では約4分の1に減少しており、2010年度の平均乗車人数（1本当たり）は約130人で、平均乗車率は5割程度だった。さらに修学旅行の団体の利用も、少子化による生徒数の減少に加えて、航空機利用に切り替えたり、沖縄や海外を行き先に選ぶ学校が増えるなど多様化したこともあって、晩年は減少傾向にあった。
機関車は、全区間でJR西日本の敦賀地域鉄道部敦賀運転センター車両管理室に所属するEF81形電気機関車が牽引する。「トワイライトエクスプレス」色の機関車が運用される場合もある。かつては、秋田 - 青森間でED75形が使用されたことがあるほか、羽越本線・奥羽本線の電化完成前、湖西線開業前にはDD51形・EF70形・EF65形・EF58形などが使用されたことがある。
大阪駅 - 新大阪駅 - 京都駅 - 敦賀駅 - 福井駅 - 加賀温泉駅 - 金沢駅 - 高岡駅 - 富山駅 - 魚津駅 - 糸魚川駅 - 直江津駅 - 新津駅 - 鶴岡駅 - 酒田駅 - 羽後本荘駅 - 秋田駅 - 東能代駅 - 鷹ノ巣駅 - 大館駅 - 大鰐温泉駅 - 弘前駅 - 青森駅2008年3月14日までは、加賀温泉駅・魚津駅・糸魚川駅・大鰐温泉駅は1・4号のみ停車、新津駅は1号 - 3号が、また、上記の停車駅のほか、2・3号は村上駅・あつみ温泉駅・象潟駅・八郎潟駅にも停車していた。2010年12月4日から定期運転終了まで、東北新幹線八戸 - 新青森間開業に伴い、新青森駅にも停車するようになった。函館乗り入れ時（1988年～2006年）は木古内駅・函館駅にも停車。
一九は1795年（寛政7年）から、職業作家として多くの黄表紙ほかを出していたが、まだ大ヒットはなかった。この滑稽本の初編は、1802年（享和2年）正月に、村田屋治郎兵衛が出版した。一九が、挿絵を描き、版下の清書もするという安直さに、乗ったらしい。名所・名物紹介に終始していた従来の紀行物と違い、旅先での失敗談や庶民の生活・文化を描いた本書は絶大な人気を博し、翌年に続編を出した。書名はそれぞれ『浮世道中 膝栗毛』『道中膝栗毛 後篇 乾坤』で、『東海道中 膝栗毛』の外題になったのは、つぎの第3編からであった。そして、『東海道中』シリーズは、1809年（文化6年）の第8編（大阪見物）で一段落したが、1814年（文化11年）に、旅立ちの発端（はじまり）の編が、追いかけて出された。序編が、最後に書かれたのである。一九は、頻繁に取材の旅をしたが、京都は未見で、『名所図会』などによったのではと言われる。狂歌が多くはさまれている。狂言、浄瑠璃、歌舞伎、浮世草子、落語、川柳などに関する彼の素養が、篇中に生かされている。長編としての一貫性がととのっているとは、言い難い。本書は初出版から完結まで何年もかかっているが、記述された弥次喜多の江戸から大坂までの旅のストーリーの時間軸は、13日間である。一九はさらに後続の『続膝栗毛』シリーズを書き、弥次喜多は、金比羅、宮嶋、木曾、安曇野、善光寺、草津温泉、中山道へと膝栗毛する。『続膝栗毛』1810年（文化7年）から1822年（文政5年）にかけて刊行され21年後にようやく完結した。さらに日光東照宮に向かう『続々膝栗毛』も書かれたが、こちらは作者の死去により未完に終わった。出版の経年的なデータを、次節にまとめる。版元は、第4編まで『通油町 村田屋治郎兵衛』であったが、第5 - 8編には、江戸の『本石町二丁目 西村源六』・『通油町 靏屋喜右衛門』と、大阪の『心斎橋唐物町 河内屋太助』も加わり、後発の『発端』のそれは、『馬喰町二丁目角 西村屋與八』であった。『通油町』は、現在の中央区日本橋大伝馬町である。挿絵は、『発端』の喜多川式麿のほかは、ほとんど一九の自画である。1809年（文化6年）発行の第8編末の広告に、「版木が減ったので、初編を再板」する旨が、すでに記されている。ヒット作ゆえに、古版木を加工したり、版木を彫りなおしたりの異本は多く、1862年（文久2年）の改版が知られ、その後も翻刻が重ねられて来た。