狭山市駅を抜けると、しばらく右カーブの後直線状に走る。この右カーブの先の進路は北東となる。新狭山駅を過ぎると川越狭山工業団地の中を走り、その後、川越市に入る。すると、かつて安比奈線との分岐駅であった南大塚駅に着く。安比奈線は1963年より長らく休止となっていたが、2017年5月31日を以て廃止となった。その後、関越自動車道のガードをくぐり速度を上げるが国道16号との立体交差付近で減速し、脇田信号場で単線区間へ入る。JR川越線と東武東上線のガードをくぐり踏切を越えると本川越駅に着く。
新所沢駅から次の入曽駅までは直線である。両駅のほぼ中間、県道所沢狭山線が斜めに交差した先に南入曽車両基地がある。周囲は宅地よりも農地が目立つ。入曽駅は、東伏見駅以西の各駅の中では唯一駅前広場が整備されていない。入曽駅の先で県道川越入間線と交差した辺りで緩い右カーブをなし、しばらく進むと左手に航空自衛隊入間基地が広がる。基地の東側に沿って進み、基地が終わると県道所沢狭山線が頭上を乗り越え、右カーブしながら狭山市駅に着く。相対式ホーム2面2線の特急「小江戸」停車駅である。バス路線が集中する駅の西側においては駅前広場が無く道幅も狭いなど問題が多かったため、駅舎を含めた再開発事業が実施され、2012年に完了した。
所沢駅を出て直ぐに左へカーブし、進路は再び北西に取ることとなる。東川のガードからは直線区間が続く。東側は所沢航空記念公園が一帯に広がり、西側は一方通行であったり、狭隘であっても線路沿いに道路が設けられており、東側のマンションや大規模団地開発に際しての配慮と思われる区間でもある。新宿線内では最も新しい駅・航空公園駅に到着する。市役所や所沢市民文化センター ミューズ、簡易裁判所、税務署、公共職業安定所等の主だった公共機関が航空公園駅東口周辺に移転してきたこともあり、所沢市の行政の中心とも言える。航空公園駅を出ると、住宅地をくぐり抜け、2面4線の新所沢駅に到着。新所沢駅界隈も道路整備や街並みの整備により、以前とはまた違った顔を見せる。開業時から繁華街として栄えた西口にはパルコ等のテナントや、居酒屋が多く見受けられる。南入曽車両基地へ出入する電車は、同駅始発・終着となる。
3面6線の東村山駅を出ると、西武園線としばらく並行する。やがて西武園線が左にそれ、住宅街ながら緑の多い一帯を北に進む。盛土を走るようになると視界が開け、左に低い山並みを見ることができる。八国山緑地と呼ばれ、映画『となりのトトロ』のモデルとなった場所でもある。埼玉県に入ってすぐ左に国際航空専門学校があり、小型航空機やヘリコプターを見ることができる。盛土が終わると所沢街道の秋津橋、さらに池袋線が頭上で立体交差し、池袋線と接続する所沢駅となる。かつては駅手前の踏切の先で西武所沢車両工場へ引き込み線が分岐していた。3面5線で、複雑な線路配置であるが、新宿線だけを見ると、基本的に相対式ホームと言える。改良工事が終了し、駅舎やコンコースが拡大されたものの配線自体に大きな変化はない。
太平洋戦争の戦局が次第に不利になった日本は、1943年（昭和18年）9月に絶対国防圏と称する防衛線を設定し、戦線の縮小を図る方針を決めた。絶対国防圏を守備する地上部隊を運ぶため、商船25万総トンが新たに軍用輸送船として徴用された。ところが、日本海軍は絶対国防圏外であるマーシャル諸島海域での艦隊決戦構想にこだわり、ラバウルなど絶対国防圏外の拠点の守備強化を優先した。その結果、25万トンの新規徴用輸送船も、本来の目的以外に多くを消耗してしまった。絶対国防圏の防備の手薄さは、邀撃戦ではなく遭遇戦と自嘲されるほどであった。1944年（昭和19年）2月17-18日、ようやく絶対国防圏外縁の海軍根拠地トラック島（チューク諸島）への第52師団輸送が始まったところで、トラック島空襲を受け同島は壊滅的な打撃を被った。トラック島空襲では輸送船20万総トンが一挙に失われ、輸送中の第52師団第2陣も海没した。トラック島空襲に続く2月23日のマリアナ諸島空襲、エニウェトク陥落と中部太平洋方面でのアメリカ軍の急速な侵攻を迎えた日本の大本営は、絶対国防圏をマリアナ諸島＝中西部カロリン諸島の線まで後退させる新戦略を決めた。日本海軍も、トラック島根拠地の壊滅を見て、ようやくマリアナ諸島での決戦に方針を変えた。日本陸軍は中部太平洋を担当する第31軍を新設し、すでに派遣内定していた第14師団・第29師団に加え、関東軍などからさらに多数の部隊を抽出して増援に送ることを決めた。増援用の輸送船確保のため、2月から4月まで毎月10万総トンの商船追加徴用も決定された。増援部隊派遣が決まったと言っても、実際の海上輸送は容易な情勢ではなかった。マリアナ諸島を次の攻略目標と決めたアメリカ軍は、日本近海からマリアナ諸島周辺に潜水艦を展開させ、日本の増援輸送を妨害しようとしていた。アメリカ潜水艦は、1943年末頃から魚雷の性能が改善され、ウルフパックを組んだ集団戦術を用いるなど攻撃力が高まりつつあった。マリアナ諸島に向けて出航した第29師団乗船の船団（軍隊輸送船3隻・駆逐艦3隻）は、2月29日から3月1日にかけて潜水艦攻撃を受け、テニアン島行きの崎戸丸（日本郵船：9245総トン）が沈没、歩兵第18連隊長以下2317人戦死・570人重傷の大損害を受けていた。なお、この崎戸丸船団を松輸送の一部と解説する文献もあるが、『戦史叢書』や大井篤の回顧録では松輸送に含んでおらず、松船団としての番号が無く、時期的にも後述する3月3日の松輸送実施命令（大海指第346号）より早い。