開業当初から、越後湯沢駅での上越新幹線との連絡を最優先にしたダイヤ設定が行われ、特急廃止後の2015年3月14日以降は、普通列車を主体とした地域密着型のダイヤとしている。定期全列車がワンマン運転である。正式な起点は六日町駅であり、六日町駅から犀潟駅へ向かう列車が下り、逆方向を上りとしているが、列車番号は犀潟駅から六日町駅へ向かう列車が通常下り列車を表す奇数、逆方向が通常上り列車を表す偶数となっている。これは、特急「はくたか」がJR西日本主体の列車であったことから、北陸本線に合わせたためであり、「はくたか」廃止後もそのままである。本記事では、以下路線の起点に則って上り・下りを表記する。
160 km/h走行を考えれば電流を小さくできる交流電化の方が有利な面が多いが、トンネルが内燃動車の運転を前提として建設されたために断面が小さく、直流電化に比べて高い電圧を使用する交流電化に必要な絶縁離隔確保ができないことや、前後のJR線が直流電化であることから、やむなく直流電化が採用されている。架線引きとめについては完成済みのトンネル天井を一部壊したほか、建設時期によるトンネル断面の変化点を利用して対応した。架線支持方式は、高速走行時にも電車が安定して給電を受けられるように、地上区間では新幹線と同様のコンパウンドカテナリ方式を使用しているが、もともと非電化路線として建設されたため断面積の小さいトンネル内では、上下寸法の小さいツインシンプルカテナリ方式を採用しており、さらに吊架には長幹碍子という特殊な碍子を使用している。変電所は、おおむね10 km間隔で六日町・津池・十日町・松代・大島・浦川原・大潟の7か所に設置されており、総出力は33,000 kWとしている。これは総延長が約60kmの鉄道路線としては異例の重装備であるが、「はくたか」運行終了に伴い設備のスリム化を図るため、津池変電所を廃止、大島・大潟の変電所からの受電を止めることで、使用する変電所を4か所に削減する予定としている。また沿線が有数の豪雪地帯であるため、一部を除いて変圧器などの重電部品は建屋に収納する対策が施されている。
閉塞方式は単線自動閉塞式である。列車集中制御装置 (CTC) とプログラム式進路制御 (PRC) を併用し、進路設定の上で支障となる要因がなくなると30秒で進路を設定できる。開業当初は列車密度および最高速度の問題と160km/h運転の可否（GG信号の点灯不点灯）を手前から判断する必要から、出発信号機8機と閉塞信号機22機を使用して閉塞区間を比較的短区間で設定しており、本線の1閉塞区間の平均の距離は1,566メートルであった。2015年3月14日以降は特急列車の160km/h運転を終了し、加えて列車の設定本数が半減したため、本線にある閉塞信号機はJR線と接続する六日町 - 赤倉信号場間とくびき - 犀潟間の各1か所を除いて使用停止とし、それ以外の区間では列車の交換施設がある駅または信号場の間に設置されていた複数の閉塞区間を統合して1つの閉塞区間とした。なお、使用停止となった閉塞信号機は2016年度中にすべて撤去されているが、長大トンネル内での走行位置を運転士が判断できるようにする必要性から、従来閉塞信号機が合った個所に黄色い丸の反射板と数字による「地点標識」を順次新設しており、地点標識での確認喚呼を新たに設けている。
アメリカ合衆国で最初のプロ野球チームだったシンシナティ・レッドストッキングスは、所属選手の年俸負担により1870年にプロ球団としての活動を止め、翌年創設されたプロ野球リーグナショナル・アソシエーションには、オハイオ州シンシナティを本拠地とする球団は参加しなかった。1876年にナショナルリーグが創設される際、当時シンシナティで食肉加工業で財をなしていたジョサイア・L・ケックという人物が、かつてのレッドストッキングスの成功にならい、プロ球団「レッズ」を創設してリーグに加わった。ケックの食肉加工工場の近くに、新たにアベニュー・グラウンズという球場も建設された。レッズは、以前レッドストッキングスのメンバーだったチャーリー・グールドやチャーリー・スウィージーなどを呼び寄せたりしたが、リーグ加盟初年は9勝56敗と最下位の成績に終わり、2年目も成績は低迷する。チームは1877年シーズン中の6月19日に一度破綻し、新たなオーナーとなったJ・ウェイン・ネフのもとで再編されることになった。1878年にはキング・ケリーが加入、先発のウィル・ホワイトが30勝利以上を挙げる活躍をしリーグ2位まで躍進した。しかし好成績は長続きせず、1879年には優勝争いから脱落、チームは1万ドル以上の損失を抱えて財政面の危機を迎えた。オーナーのネフは、この年を最後にナショナルリーグからの脱退を表明していたが、同年10月に、シンシナティのセミプロ球団の所有者だったジャスタス・ソーナーがチームを買い取り、チームは翌年もナショナルリーグに所属することになる。5年目の1880年には21勝59敗と再び最下位に転落する。ソーナーはシーズン中に、チームの内紛から既にレッズの経営を外れてしまっていた。この年レッズはリーグの規則に違反して球場でビールを販売し、日曜日のグラウンド閉鎖を拒否したため、ナショナルリーグから除名され、チームは消滅した。球団のフランチャイズ権はデトロイトに買い取られ、翌1881年からデトロイト・ウルバリンズがリーグに加盟することとなった。その後1882年に、上記のソーナーがシンシナティでチームを編成しなおし、この年創設されたアメリカン・アソシエーションに加盟した。これが現在まで続くシンシナティ・レッズである。