1971年に大幅な合理化が行われ、鶴見駅以外の各駅の出改札業務がすべて無人化された。そのため、鶴見駅には、同じJR東日本の路線でありながら、京浜東北線と鶴見線の間に中間改札口と乗換精算所が設けられており、同駅で京浜東北線から乗り換えて鶴見線の各駅へ向かう場合の運賃精算（定期券・回数券での乗越や、主に東京都区内や東京山手線内までの乗車券で鶴見線内の下車駅までの乗越などを含む）は同駅で行う形となる。また、鶴見線の各駅から乗車券を買わないで乗車した場合は、乗換精算所でJR東日本区間完結の短距離乗車券を発売する。この他、浜川崎駅で南武支線に乗り換える場合は、降車駅で精算する。しかし、Suicaシステムの導入により各駅には簡易Suica改札機が設置されたため、当初Suicaイオカードで乗車した場合には鶴見駅の自動改札機のSuicaセンサーに触れないようにとの注意書きがあった。その自動改札機は後に修正が加えられ、Suicaセンサーにタッチしないと改札口が閉まるようになったが、タッチした場合でも自動改札機の画面にはその地点での残額が表示されるだけで入出場などの情報は書き込まれないため、横浜 - 尻手間を鶴見線経由で乗車しても正しく計算・入出場できるようになっている。一方、浜川崎駅で南武支線と鶴見線をストアードフェア部分を使用して乗り継ぐ場合には簡易Suica改札機にタッチしないように、との注意書きが掲出されている（タッチすると出場扱いとなり、運賃計算が打ち切られる）。また、鶴見線の一部の駅には近距離の自動券売機が設置されている。これらの券売機はオレンジカードに対応しているほか、Suicaおよびこれと相互利用可能なカード（当該項目を参照）へのチャージ機能も備わっている。ただし、使える紙幣は1,000円紙幣のみ。発売範囲も東京電車特定区間内の550円区間までとなっている。長距離等で前述の発売範囲を超える場合や高額紙幣しか持ち合わせてない場合や、券売機が故障や点検等で利用できない場合、券売機の設置されていない駅から乗車する場合は、鶴見駅の精算窓口で乗車券を購入するか着駅等での精算になる。
沿線が工場の並ぶ京浜工業地帯であるため、化学薬品や石油輸送が盛んである。現在は、扇町駅からの化学薬品輸送、工場燃料用石炭輸送（三ヶ尻行き）、安善駅からの在日米軍横田基地向け石油（ジェット燃料）輸送が行われている。また、海芝浦支線は定期列車が運行されることはないが、新芝浦の東芝向けの特大貨物輸送がまれに行われる。
大川支線は、かつて武蔵白石駅 - 大川駅間の区間運転であった。武蔵白石駅の大川支線用のホームは急カーブの線形に沿って設置されていて、20m車が入線しようとすると車体がホームに干渉してしまい入線できないので、17m戦前車両のクモハ12形が本線系統からの廃止後も大川支線用に2両残り、1日交代で1両編成で使用された。首都圏最後の旧形電車となったが、その後車両老朽化の面でも限界が近づいてきていたことから、新しい17m級車両を製作しクモハ12形を置き換える案も検討されたものの、結局は武蔵白石駅の大川支線ホームそのものを撤去して通過扱いとすることで20m車が入線できるようにすることになり、1996年3月に103系に置き換えられた。このことから、以後大川支線の電車は安善駅から、武蔵白石駅に停まらずに直接大川支線に入線している。しかし、大川支線の正式な分岐点は武蔵白石で変更されていない。安善以遠（鶴見方面）から大川までの定期券で武蔵白石で出場できたり、運賃計算の際、武蔵白石または浜川崎方面から大川までの相互間の運賃を計算する場合、武蔵白石駅 - 安善駅間の営業キロを含めずに計算する点などにその名残が見られる。
大川駅行きの電車は安善駅を出ると、安善駅と武蔵白石駅の間にある渡り線を経て、本線上り線を逆走して武蔵白石駅直前で大川支線に入線する。武蔵白石駅ホームの右側を大きく右にカーブしながら通過し、右手の日本鋳造本社工場を通過し直進。白石運河を越えると、まもなく終点大川駅に至る。駅正面は三菱化工機の本社、周辺は日清製粉鶴見工場、昭和電工川崎事業所、大川工業団地などの工場が取り囲み、民家や商店は存在しない。
2月4日（日本時間）、ブエナビスタ、のちにトランセンドとともにドバイワールドカップに選出され、招待を受諾したと発表した。そのドバイワールドカップに向けた前哨戦として、中山記念に出走。道中はやや後方を追走するも、4コーナー近くから一気に大外を回って進出。直線では他馬を突き放し、4歳初戦を勝利した。そして迎えたドバイワールドカップ。スタートでは行き脚がつかず、最後方からの競馬となるが、向正面で一気に進出し、逃げるトランセンドの外側の2番手につけた。そして直線残り300メートル付近で先頭に立つとそのまま押し切り、日本馬では初めてドバイワールドカップに優勝した。鞍上のデムーロは初参戦にして初勝利。勝利後はインタビューの途中、馬上で涙を見せる場面もあった。レース後の会見で、オーナーの市川は次走を香港のクイーンエリザベス2世カップにすることを明言した。また、秋は前年に引き続き凱旋門賞へ向かうことをデムーロが強く促した。その後ドバイから香港へ移動し、クイーンエリザベス2世カップ出走に向けて調整されていたが、右後肢に軽度の跛行が生じたため、同レースを回避した。4月27日にいったん日本に帰国。秋のローテーションについては、アイリッシュチャンピオンステークスから凱旋門賞に出走するプランとなっていたが、のちにフォワ賞から凱旋門賞に出走するプランに変更。さらに、その凱旋門賞で勝利した場合は引退して種牡馬入りし、敗れた場合はジャパンカップに出走する予定であるとオーナーの市川が発表した。しかしレースに向け、8月10日に現地に到着し調整を行っていたが、13日に行った調教後に左後肢の跛行が生じ、また左飛節に炎症があることがわかり、5週間程度の安静が必要との診断を受けたことからフォワ賞と凱旋門賞への出走を取りやめた。その後11月27日のジャパンカップで復帰したが終始後方のまま13着に敗れ、連覇をかけて挑んだ有馬記念は2番手追走も、直線で一杯になり8着に敗れた。結局この年のGI勝利はドバイワールドカップの1勝のみに終わったが、天皇賞（秋）に優勝しジャパンカップでも好走したトーセンジョーダンとの接戦を制し、JRA賞最優秀4歳以上牡馬に選出された。有馬記念直後の2011年12月27日に引退が決まり、2012年1月15日に京都競馬場で引退式を行って同日付で競走馬登録を抹消した。なお、ヴィクトワールピサの出走シーン（2011年）は2012年の日本中央競馬会「近代競馬150周年テレビCM〜「次の夢へ」〜」（30秒版・60秒版）に使用されている。