最近運転されている臨時列車としては、主に春のシーズンには「さんりくトレイン」・「岩泉龍泉洞号」といった観光列車のほか、昨今では牛山隆信作品やマスメディアの影響で「秘境駅」めぐりがブームになったこともあり、同線の大志田駅・浅岸駅、岩泉線の押角駅などに停車する「秘境駅号」が盛岡駅 - 茂市駅 - 岩泉駅間に設定されたりもしている。また、夏休み期間・年末年始には、ハイブリッド気動車 HB-E300系「リゾートあすなろ」編成（以前はキハ58・28形「Kenji」）を使って、盛岡 - 宮古間の快速「ふるさと宮古」または、「さんりくトレイン宮古」が運転される。以前は、一般形車両を使用した臨時快速「三陸」・「みやこ」も運転されていた。
この区間は東日本大震災のため運休していたが、復旧後の2019年3月に三陸鉄道へ移管された（後述）。下記は震災前の運行形態を示している。車両は釜石線と共通運用のキハ100形（「快速はまゆり」と間合い運用される列車はキハ110系）気動車と、三陸鉄道南リアス線・北リアス線から乗り入れてくる36-100形気動車を使用していた。なお、三陸鉄道移管後の当区間ではワンマン運転を行っているが、JR運行当時はJR車両による列車、三陸鉄道直通列車の両方とも、ワンマン運転を行っていなかった。盛岡駅 - 宮古駅間より本数が多く、1時間から2時間に1本程度の運行になっていた。宮古駅 → 盛岡駅間には釜石線経由で快速「はまゆり」1本が運転されていた。また、三陸鉄道南リアス線・北リアス線と相互直通運転を行っており、震災前の時点では1往復が三陸鉄道の車両で運行されていた。イベント列車として仙台駅 - 八戸駅間に三陸縦貫列車「リアス・シーライナー」が夏季に運転されていた。かつては、山田線 - 釜石線 - 東北本線を回る盛岡発盛岡行きの循環急行「そとやま」・「五葉」が設定されていた。また、釜石製鉄所が高炉を24時間体制で操業していた時代には、釜石線とともに夜勤者用に時刻表非掲載の深夜列車が運行されていた。1979年当時のダイヤでは、釜石を午前1時25分に発車し、終着の陸中山田には午前2時22分に到着していた。
下閉伊郡山田町を目指して建設されたことから「山田線」と名付けられた。岩手県の県庁所在地である盛岡市と沿岸地域の拠点都市である宮古市を結ぶ路線で、全線で閉伊街道（国道106号）に沿って山間部を横断する。盛岡市と宮古市を結ぶ路線ではあるが、マイカーの普及が進んでいることに加えて、並行する国道106号を運行する106急行バスの影響により、当路線による都市間移動の需要は少なく、沿線地域の通学、通勤など生活需要を中心に担うローカル線となっている。盛岡から順に延伸を繰り返しながら、1939年（昭和14年）に釜石駅までの全線が開通した。もともとは盛岡駅から宮古駅・陸中山田駅を通り沿岸南部の釜石駅までの路線だったが、宮古 - 釜石間は2011年（平成23年）3月11日の東日本大震災により大きな被害を受けて不通となり、2019年（平成31年）3月23日に三陸鉄道リアス線として復旧の上で経営移管された。これにより、山田線は山田町を通らなくなり、路線名だけに「山田」の名前が残ることになった。宮古 - 釜石間がJRで運行されていた当時から全線を直通する定期列車は設定されておらず、盛岡 - 宮古間と宮古 - 釜石間で運行系統が分断されていた。後者の区間は三陸海岸沿いを走り、気仙沼線・大船渡線・三陸鉄道・八戸線とともに「三陸縦貫鉄道」を構成していた。
2000年現在の国勢調査で、この郡は人口18,426人、6,830世帯、及び5,190家族が暮らしている。人口密度は13/km² (34/mi²) である。5/km² (14/mi²) の平均的な密度に7,491軒の住宅が建っている。この郡の人種的な構成は白人96.70%、アフリカン・アメリカン0.37%、先住民0.92%、アジア0.17%、太平洋諸島系0.01%、その他の人種0.42%、及び混血1.41%である。ここの人口の1.28%はヒスパニックまたはラテン系である。この郡内の住民は27.40%が18歳未満の未成年、18歳以上24歳以下が7.00%、25歳以上44歳以下が28.00%、45歳以上64歳以下が24.90%、及び65歳以上が12.80%にわたっている。中央値年齢は38歳である。女性100人ごとに対して男性は102.60人である。18歳以上の女性100人ごとに対して男性は98.90人である。この郡内の世帯ごとの平均的な収入は45,535米ドルであり、家族ごとの平均的な収入は50,557米ドルである。男性は36,174米ドルに対して女性は25,468米ドルの平均的な収入がある。この郡の一人当たりの収入 (per capita income) は19,373米ドルである。人口の6.70%及び家族の5.30%は貧困線以下である。全人口のうち18歳未満の6.90%及び65歳以上の7.70%は貧困線以下の生活を送っている。