朝夕のラッシュ輸送を終えて車庫に戻る列車は金城ふ頭駅から潮凪信号場まで回送で運転される。本数は朝9時台に2本、夜19・20・22時台に各1本（土曜・休日は9・22時台に各1本）。また、平日および土曜・休日ともに潮凪車庫出庫列車が潮凪信号場から金城ふ頭駅まで5時台に1本運転される。2008年（平成20年）10月23日に発生した名古屋駅での脱線事故以降、名古屋駅での夜間滞泊を中止し、初発列車・最終列車は潮凪車庫との間で回送されるダイヤとなっている。このうち、最終列車の折返し回送は2013年（平成25年）12月1日より営業列車化され、稲永行となった。
名古屋市国際展示場で大規模なイベントや国家試験などが行われる場合は列車を増発することがある（一部は稲永駅発の出庫列車を金城ふ頭駅に発駅変更）。また、通常行われない快速運転を実施することもある。沿線でアーティストの無料ライブがあった際には、通常は通勤時間帯でも最小10分間隔のところを7分間隔まで短縮して臨時運転したこともあった。金城ふ頭駅近くのレゴランド・ジャパン及びメイカーズピアの開業に合わせ、2017年3月10日より名古屋駅 - 金城ふ頭駅間ノンストップの臨時列車を多数運行している。線内に列車待避設備がないため、ノンストップ列車が先行の普通列車を追い抜くことはない。あおなみウォーク・さわやかウォーキング開催時は、荒子川公園駅にノンストップ列車が臨時停車することがある（自動放送は臨時停車には対応しない）。JR線から毎日貨物列車が直通しており、保安装置もJRに合わせられているために理論上JR線との直通運転が可能だが、旅客営業開始後の旅客列車の直通列車の設定例はない。後述の蒸気機関車の実験運行では西日本旅客鉄道（JR西日本）の車両が使用されたが、線内の名古屋駅 - 名古屋貨物ターミナル駅間で運行された。
定期列車はすべて各駅に停車する普通列車でワンマン運転を実施している。1時間あたり朝夕ラッシュ時は平日6本（土曜・休日は朝5本・夕方4本）、閑散時は4本の列車が運転される。ほとんどが名古屋駅 - 金城ふ頭駅間の全線を運転する列車だが、朝には（平日は夕方にも）潮凪車庫からの出庫列車として稲永発名古屋行きの区間運転列車がある。お盆期間中の平日も、JRに合わせて平日ダイヤで運行される。大晦日から元旦の終夜運転は行わない。また公式には、2004年（平成16年）10月6日の開業時よりダイヤ改正を行っていない が、2013年（平成25年）12月1日からの毎日、23時半過ぎの通常の最終列車の後の23時台終わりに名古屋発稲永行きの臨時区間運転列車が運行されている。この列車は0時14分に終点に到着する。後述のノンストップ列車の設定後、定期列車は普通と案内されるようになった。
当線は、1992年（平成4年）の運輸政策審議会答申第12号において、同答申で計画が示されている市交東部線（笹島地区と日進市岩崎地区を結ぶ路線）との相互直通運転を検討するとある が、事業化の予定の見通しは今のところない。また、建設前に中部国際空港方面への延伸の検討もされていたが、建設費が当時公表で推定総工費2,000億円と大きくなるため撤回された。その後、名鉄常滑線新舞子駅までの延伸が再検討され、事業費は約800億円と試算されている。
音楽との出会いは、4歳から受けていたピアノのレッスンであった。中学校時代にポール・マッカートニーの 「Jet」 に衝撃を受けたことがプロを目指すきっかけ。中学校時代にはかぐや姫のコピーバンドを結成し、ボーカルとギターを担当していた。高校時代はハードロックやプログレッシブ・ロックを愛聴していた。その影響から、音楽学校出身であったキース・エマーソンに憧れ、国立音楽大学に進学した。大学卒業後にはジャズやフュージョンに興味を持ち、ジャズ理論などを学んだ。大学卒業後はバイト生活やKORGのデモンストレーターを経験した後、鳥山雄司バンドでプロデビューを果たす。以降、郷ひろみ、Topaz、西村由紀江、EVE、ELLISなど、多くのミュージシャンとのセッションやツアー、レコーディングなどに参加している。1992年よりレクター・H伯爵名義でキーボードアーティストとして聖飢魔IIの准構成員として2年間参加する。「緑色の雨」や「G・G・G」などの楽曲ではバイオリンの演奏もした。1994年に聖飢魔IIのサポートを離れるが、1999年12月に行われた「THE ULTIMATE BLACK MASS」の二日目「THE SATAN ALL STARS' DAY」に再度参加した。またその後も各構成員（メンバー）とは、ソロアルバムやツアーなどの形で共演している。また一時期、自身のバンド『石黒彰STONE LOGIC（後に石黒彰STONE HEADに改名）』を結成し、活動していた。自分の作品をソロアルバムとして発表するに至ってはいないが、1992年、和田アキラ、永井敏己、菅沼孝三と結成した『W.I.N.S.』のアルバムや、神保彰、菅沼孝三のドラム教則ビデオ等に、演奏と共にその作品が収録されている。近年はソウル・ファンクバンド『James Brown Tribute』への参加や、同学年のミュージシャンと結成した『BIG50』などで活動している。また、アニメ方面にも進出し、『鋼の錬金術師』のキャラクターソングや『NARUTO -ナルト-』のラジオ番組のテーマソング、神谷明のソロシングルなどを手掛けている。