直通運転では、複数の事業者（会社）がそれぞれの区間を互いの車両によって運行するため、何らかの方法で経費の精算または相殺を行う必要がある。日本においては、ほとんどの場合線路などの施設の保有・車両の保有と列車の運行のすべてを区間ごとに一つの事業者が担う形態で運営されていることから、各事業者が直通相手の事業者に車両を貸し出して運行するという形を取っており、この際に車両使用料を収受することになる。実際には、双方の支払うべき車両使用料が同じになるよう調整し、支払いを相殺することがよく行われる。このため、時として相手方の路線内だけを往復する運用や運用の持ち替えが見られる。一方、施設を保有している会社と車両を保有し列車を運行する会社が異なる場合には、運行会社が保有会社に対して線路使用料を支払う形になる。
直通運転においては、乗務員や駅員などの係員の業務の取り扱いも定める必要がある。乗務員（運転士・車掌等）の列車への乗務は大きく2つの方法に分けられ、具体的には、それぞれの事業者の乗務員が自事業者の管轄する区間のみを乗務し境界駅で交代する方式と、それぞれの事業者の乗務員が自事業者の車両に乗務し、相手方の路線まで通して運行する方式とである。前者の方式では、各乗務員が相手の事業者の車両の操作に習熟することと、境界駅での乗務の引き継ぎの方式を定めることとが必要となる。後者の方式では、各乗務員が相手の事業者の区間の路線の特徴や取り扱い方式などに習熟することが必要となる。日本においては、両方の方式が用いられてきたが、後者の方式をとった路線において阪急神戸線六甲駅列車衝突事故および信楽高原鐵道列車衝突事故といった重大事故が発生したことから、多くの路線において前者の方式へ切り替えられた。また、運転指令においては直通事業者同士で緊密な連携が必要となるほか、境界駅での駅業務の管轄、各駅での連絡乗車券類の発売、乗り入れ先での拾得物取扱いなどについても定められる。
直通運転に使用される車両は、乗り入れ先路線の設備や運行形態に対応したものが必要である。具体的には、車両限界の要請による車両の大きさや、扉の数や位置、加減速度や最高速度など車両の性能などが挙げられるほか、軌間や電化方式の違いを車両側で対応するための装置などもある。また、当該の事業者間の取り決めにより、車両の操作方法など、これら以外のさまざまな点についても一定の定めを設ける。しかし、車両規格については相手の路線へ乗り入れられることが最低限の条件であって、完全な統一が必須というわけではなく、異なる車両規格で相互乗り入れを行うこともあり、日本では阪神電気鉄道と近畿日本鉄道との間、福井鉄道とえちぜん鉄道との間、他路線を介して乗り入れする例としては東京急行電鉄(東急電鉄)東横線と営団地下鉄日比谷線を介して東武鉄道伊勢崎線との間(東急東横線は当時18m級車両、東武伊勢崎線は20m級車両での運行、東横線の20m級車両は1969年の東急5000系が最初)での事例が挙げられる。また、信号方式や保安装置（ATS・ATC等）、列車無線の通信方式などが異なる場合、すべての事業者に対応できるよう同じ機能を異なる方式で複数搭載する必要が発生する。場合によっては、これらの設備を直通事業者間で統一した上で直通運転を行うこともある。非常時の救援に備え、連結器も各者で共通化することが理想ではあるが、困難な場合は異なる連結器同士をつなぐための中間連結器を車両側および地上側に常備するが、あるいは専用の牽引用車両を用意することもある。なお、一部の車両のみを直通運転に対応させ、残りの車両は直通運転させず自社線内のみを運行させるという方法も採られている。
当時中心部の大和新潟店7階にはラジオ新潟（現在のBSN新潟放送）の本社及びスタジオがあり、当時は未明で本来放送休止のところ、30分毎に台風情報を随時伝えるため送信を継続しており、情報の合間にはフィラー音楽を演奏していた。出火の一報を受け、ラジオ新潟は、アナウンサー（当時）の丹羽国夫らスタッフが、急遽大和屋上からの臨時生中継を敢行する事になった。強風に煽られないよう、丹羽は自らの全身をマイクのコードで金網に括りつけて固定した上で、午前4時15分頃に中継が開始され、ラジオを通じて市内中心部の惨状が市民に伝えられた。火の手は午前4時頃、既に古町界隈に達していた。西堀通を挟んで向かい側の新潟市役所（2017年現在NEXT21が立地している場所）や、柾谷小路を挟んで斜め向かいの小林百貨店（現在の新潟三越）や正面の住友銀行新潟支店（のちの三井住友銀行新潟北支店、店舗統合により撤去され、現在は国際調理製菓専門学校が立地している）など、周辺の建物から次々と火の手が上がり始めた。丹羽はマイクを握り締め、眉を熱風に焼かれながら実況中継を行っていたが、小林百貨店から出火した知らせを受け、「小林デパートから火が出ました。これ以上は危険ですから、放送を続けることができません。この辺で放送を打ち切ります」と発声した後、午前4時35分を以って中継を打ち切り、スタッフは全員退避した。その15分後に大和からも出火し、ラジオ新潟の社屋もろとも全焼した。ラジオ新潟は本社からの実況中継と並行して、郊外の同市網川原（現在の中央区美咲町）地内にある送信所において、臨時スタジオの準備を進めていた。これは本社の自家発電設備が不安定だったことから、電源が安定している網川原送信所からも随時台風関連の情報を放送できるよう、アナウンサーやスタッフを配置するなど体制を整えていたためで、本社からの中継音声が途切れた約1分後には網川原からの再開第一声が発せられ、火災の状況や避難指示などが引き続き伝えられた。