西鉄天神大牟田線
天神大牟田線（てんじんおおむたせん）は、福岡県福岡市中央区天神の西鉄福岡（天神）駅から、同県大牟田市久保田町の大牟田駅までを結ぶ西日本鉄道（西鉄）の鉄道路線である。路線記号は。
2000年12月までは路線名が大牟田線であったことから、本路線のことを「天神大牟田線」ではなく「大牟田線」と呼ぶ利用者が多い。また、かつては路線自体を指して急行電車の愛称が使われていた。
天神大牟田線は西日本鉄道の本線格の路線にあたる。福岡県を南北に結ぶ大動脈であり、西鉄随一のドル箱路線である。沿線には県下でも比較的規模の大きな都市や拠点的な都市が連なっており、福岡都心から各地へ向かう路線の中でも古くから沿線開発が進んだ。
県内都市間輸送及び沿線輸送の役割を担っているため、通勤・通学路線としての性格が強い。加えて、沿線には太宰府天満宮・九州国立博物館や旧柳河藩の城下町、グリーンランドなどの観光地があり、中でも太宰府や柳川へは沿線外からの利用も多い。さらに大牟田駅ではやまさ海運が運航する三池島原ライン島原港行と連絡する三池港行バスと接続しており、福岡都心から島原半島（長崎県）への最速ルートとなっている。
全体的にはJR鹿児島本線と並行しており、鹿児島本線と同様、福岡市・春日市・大野城市・太宰府市・筑紫野市・久留米市・みやま市・大牟田市の各都市を結ぶほか、JR線が通らない小郡市や柳川市にも西鉄の駅がある。JRとの共同使用駅は大牟田駅のみで、同駅を除き、西鉄とJRの駅は隣接していない（ただし、後述のとおり、徒歩10-20分程度で相互間を移動できる駅はある）。福岡市南区の井尻 - 雑餉隈間と久留米市の試験場前 - 津福間では鹿児島本線と交差するが、交差している地区のいずれも具体的な新駅設置計画はない。
天神大牟田線に並行する九州新幹線、JR鹿児島本線、九州自動車道、国道3号など、他の主要な交通路は、福岡県（筑紫野市）から一旦佐賀県（三養基郡基山町・鳥栖市）を通って再び福岡県（久留米市）に入る。これに対して小郡市中心部を通っている西鉄天神大牟田線には佐賀県内にかかる区間がなく、全線が福岡県内を通っている。
ほとんどの日本の大手私鉄路線は大都市内にJR駅と接続、または隣接するターミナル駅があるが、西鉄には福岡市内にJR駅と接続・隣接するターミナル駅がない。なお、西鉄福岡（天神）駅は福岡市地下鉄空港線の天神駅と接続しているが、こちらは後から西鉄の駅に接続する形で設置された。
日本の大手私鉄の駅としては、天神大牟田線の西鉄福岡（天神）駅が最西端、大牟田駅が最南端に位置する。下り列車の進行方向基準に記述する。
福岡市の天神は九州最大の繁華街を形成しており、その中心にあるソラリアターミナルビルの2Fに西鉄福岡（天神）駅はある。この駅を出発するとやや右にカーブを描き、真南に進むようになると、まもなく全ての電車が停車する薬院駅に到着する。薬院地区は天神の繁華街からはやや離れた位置にある。薬院駅は博多駅へのバス路線や地下鉄七隈線との接続駅であり、全列車が停車する。薬院駅を発車すると、左にカーブを描き、再び南東方向に走る。カーブが完全に終わると、まもなく西鉄平尾駅を通過し、福岡市南区に入る。井尻駅付近までは福岡県道31号福岡筑紫野線とほぼ並走する。大橋駅を過ぎると国道385号を乗り越え、高架線を降り地平区間に入る。地平区間に入った後すぐに那珂川を渡り、JR九州新幹線（博多南線）の高架をくぐり、井尻駅を過ぎると福岡高速5号線（福岡高速環状線）の高架の下を過ぎる。そしてJR鹿児島本線を乗り越え、しばらくして右にカーブを描きながら雑餉隈駅を通過する。JR鹿児島本線とは雑餉隈駅から桜台駅付近までほぼ同間隔で並走する。雑餉隈駅付近から下大利駅付近までは高架化工事が進行中であり、徐行運転を常時行っている。下大利駅を過ぎて御笠川を渡り、九州自動車道の下をくぐり抜け、国道3号としばらく併走する。この並走区間のほとんどは立体交差となっていて、本線の高架を左手に見ながら地上を走りぬける。その途中で都府楼前駅を通過、その後、進行方向左手から太宰府線の単線の線路が近づくとすぐに西鉄二日市駅に到着する。
西鉄二日市駅は太宰府線との乗り換え客も多い。特に年始は太宰府天満宮への初詣参拝客で混雑する。その西鉄二日市駅を出発して約900mの地点に、天神大牟田線の中で最も新しい紫駅がある。朝倉街道駅手前で博多湾に注ぐ御笠川水系と有明海に注ぐ筑後川水系の分水嶺が存在するが、その標高はわずか海抜約40mであり、沿線風景も住宅地が続いている。その後国道3号をくぐると桜台駅を通過する。桜台駅を抜けると筑紫平野が広がり、JR筑豊本線（原田線）と立体交差し、筑紫駅を過ぎると進行方向左手に筑紫車両基地が見える。その後、右にカーブして南南西に進路を変える。ここから宮の陣駅まで福岡県道88号久留米小郡線と並走する。また津古駅から宮の陣駅まではしばらく直線が続く。西鉄小郡駅付近までは閑静な住宅街を走り抜け、そのすぐ手前で大分自動車道と甘木鉄道の下をくぐる。この駅より甘木鉄道への乗り換えができる。西鉄小郡駅を出ると次第に住宅がまばらになり、宮の陣駅手前まではのどかな田園風景が広がる。夜間は真っ暗で、窓の外は何も見えないことが多いが、昼間は右手に遠く佐賀県鳥栖市の中心市街を望むことができる。その鳥栖市の手前には九州自動車道の高架が走っている。端間駅を過ぎた辺りで並走している福岡県道88号久留米小郡線のさらに奥で宝満川が並行して流れるようになる。味坂駅の手前で平行に流れていた宝満川が流路を南から西へ直角に向きを変え、その宝満川を鉄橋で渡った後、味坂駅を通過する。その後、九州自動車道をくぐると、まもなく小郡市から久留米市へ入る。この付近で電車は最も佐賀県に接近する。久留米ビジネスパークが左手に見えてくると甘木線の単線が見え、宮の陣駅に入る。宮の陣駅を出るとすぐに甘木線が合流する。駅を出てから甘木線と合流するため、宮の陣駅の甘木線ホームは天神大牟田線のホームとは並行でない。その甘木線と合流後、すぐに筑後川を渡る鉄橋を走り抜ける。鉄橋からは久留米市街が一望できる。鉄橋を渡るとすぐに国道210号を乗り越える。その後、住宅街を縫うように走り、途中で櫛原駅を通過。その直後から高架線を上り、久留米の繁華街の中心を形成する西鉄久留米駅に到着する。
西鉄久留米駅からはすぐ目の前に花畑駅が見える。このため、西鉄久留米駅を出発するとすぐに花畑駅に到着する。花畑駅は全ての電車が停車し、同駅発着の急行も多く設定されているが、隣の西鉄久留米駅に比べると利用者はかなり少ない。試験場前駅を出るとまもなく複線から単線になる。この単線は大善寺駅まで続く。JR久大本線の単線と鹿児島本線の複線と次々に乗り越えるが、その高架を九州新幹線が乗り越えている。すぐに高架を下り、住宅に挟まれたような狭い単線を走ると津福駅に到着する。この付近には、単線区間の複線化・高架化の早期実現を要望する看板が設置されていた。その津福駅を出発すると、矢加部駅の手前まで福岡県道23号久留米柳川線と並走する。津福駅から大善寺駅までは旧大川鉄道からの買収区間で、線路脇まで密集した住宅地や急カーブに、かつての軽便鉄道の名残りをうかがわせる。大善寺駅からは再び複線となる。ここからしばらくはカーブも少なく、比較的線形も良い。蒲池駅からは再び単線となり、蒲池 - 矢加部間で有明海沿岸道路と交差し、左にカーブして南西から南東に進路を変え、高架駅の矢加部駅を過ぎて沖端川を渡ると柳川市街地となり、西鉄柳川駅に到着する。
西鉄柳川駅を過ぎると左手に柳川車両基地が広がり、有明海沿岸道路と再び交差する。徳益駅構内で右にカーブした後は、ほぼ直線の線路を南下してゆく。やや左にカーブし、西鉄唯一の信号場である中島信号場を通過、高架線を上る。高架線のうち真新しい区間は、高架下の県道大和城島線拡張に際して付け替えられたものである。西鉄中島駅を通過した後に矢部川を渡ると、みやま市に入る。開駅で単線区間が終わり、ここからは終点まで複線となる。西鉄渡瀬駅の手前で大牟田市に入り、市北部の丘陵地帯を通過。倉永駅を過ぎて県道南関大牟田北線をくぐった付近から進行方向左手に鹿児島本線が近づいてくる。西鉄銀水駅の手前から鹿児島本線と完全に併走し、複々線のような様相を呈する。なお、鹿児島本線との並走区間は踏切構造がJRの基準に合わせられている。 大牟田市街地に入り、新栄町駅を過ぎ、三井三池専用鉄道（廃線）の高架をくぐると、終点の大牟田駅に到着する。
2009年度における最混雑区間（平尾→薬院）の、朝ラッシュ時ピーク1時間の集中率は25.9%となっている。この数値を同じく2009年度の関西圏、及び中京圏における大手私鉄主要路線と比較すると、天神大牟田線より集中率が低いのは名鉄常滑線(25.8%)と阪急京都本線(25.0%)のみ。これは当路線がラッシュ時に都心方向のみならず、オフピーク時の利用も比較的多い路線であることがいえる。
以下の種別の列車が運行される。
天神大牟田線の最速種別である。特急料金は不要。全列車が西鉄福岡（天神） - 大牟田間で運転され、都市間輸送の基幹となっている。朝ラッシュ時の上りや夜間を除き、終日30分間隔で運転される。
2008年3月22日のダイヤ改正で最高速度が100km/hから110km/hに引き上げられている。現行ダイヤでの所要時間は西鉄福岡（天神） - 西鉄久留米間では下り最速30分、上り31分、西鉄福岡（天神） - 大牟田間では最速下り63分、上り61分となっている。110km/h運転を開始した当初は西鉄福岡（天神） - 西鉄久留米間最速28分、西鉄福岡（天神） - 大牟田間最速58分に短縮したが、井尻 - 都府楼前間の高架化工事の進展に伴い徐行運転を開始したため、所要時間は110km/h運転開始前と同様になっている。
車両は原則として日中は3000形6両編成が使用される。うち1本は柳川観光列車「水都」で、運行時刻が西鉄公式ウェブサイトで公開されている。平日午前中の数往復や夕方以降には一般車（5000形・6000形・6050形・9000形）の6両または7両編成が使用される。車両検査などの都合により、日中でも一般車が代走することもある。ゴールデンウィークや正月などの多客時には、日中でも7両編成が特急で運行される。
終日運転され、日中は西鉄福岡（天神） - 西鉄小郡間（以下、便宜上「小郡急行」とする）と西鉄福岡（天神） - 花畑間（同様に、「花畑急行」とする）にそれぞれ毎時2本ずつ、合計4本運行される。西鉄福岡（天神）- 西鉄二日市間を特急とセットで約10分間隔の運転とするダイヤが組まれているため、運転間隔が約10分→約20分の繰り返しのサイクルとなっており、約20分間隔となる間に特急が1本入る。ほかに太宰府線に直通する西鉄福岡（天神）発太宰府行きの急行が平日の9時台・10時台の下り4本、土休日の9時台から11時台の下り6本設定されており、この時間帯には小郡急行は運行されない。
また、朝ラッシュ時の上りや夕ラッシュ時から深夜にかけての時間帯の下りに西鉄福岡（天神） - 西鉄柳川間で輸送力を増強するために運行されるものや、特急が運行されない時間帯に西鉄福岡（天神） - 大牟田間で運行されるものもある。さらに西鉄柳川 - 大牟田間については早朝の下り3本・深夜の上り1本が設定されている。これらについて花畑駅以南で種別変更しない場合の停車パターンは、前述の特急（途中、大善寺・西鉄柳川・新栄町各駅のみ停車）に準じる。
かつて朝ラッシュ時の上りは、急行がダイヤにおける唯一の優等列車となっていたが、2017年8月26日のダイヤ改正により、朝の急行列車の一部が特急に格上げとなった。完全な並行ダイヤであってかつ始発駅にばらつきがあるため、列車によって混雑差が激しい。大牟田・柳川始発の列車は都心から遠い柳川駅や大善寺駅を出発する時点であってもかなりの混雑となっている。また夕ラッシュ時には花畑急行、西鉄福岡（天神） - 西鉄二日市間の急行のほか、西鉄福岡（天神） - 西鉄柳川間の急行なども運行される。夜間の急行は大牟田行きと柳川行きを合わせて運行間隔が15分間隔となる。
急行は一部区間が各駅停車となる列車も比較的多く、日中の小郡急行は筑紫駅以南が各駅停車となるほか、平日の朝に1本のみ設定されている津福駅発着の列車は久留米駅以南が各駅停車となる。太宰府行きの急行は太宰府線内では各駅に停車するが、方向幕は急行幕のままである。西鉄では、一部区間が各駅停車となる急行列車については、主要駅停車の区間のみが急行列車扱いで、各駅停車の区間は普通列車扱いとなるため、途中駅で急行⇔普通と種別変更を行うことにより対応している。かつては久留米以南へ向かう下り急行の多くは久留米以南で各駅停車となっていたが、近年では速達性向上の観点から全区間急行になっている。
車両は日中は主に3000形5両編成が使用され、ほかに5000形6両編成や9000形5両編成、3000形6両編成も使用される。日中の急行はクロスシート車が主体であったが、2015年以降8000形が特急運用から撤退し、それまで主に急行に使用されていた3000形が特急運用に就くことになってからは、日中の急行のうち半数近くがロングシート車による運行に変更された。ラッシュ時は5000形・6000形・6050形の7両でも運行している（車両検査・故障やダイヤの乱れなどを除く）。午前中の1往復（小郡発福岡（天神）行き上り→福岡（天神）発太宰府行き下り）は3000形3010編成「旅人」（たびと）が使用される。
2017年8月26日のダイヤ改正より、朝の上りの急行のうち、1本（平日と土日祝日では時刻が異なる）が西鉄久留米駅で特急と緩急接続を行い、ほかに平日の1本が小郡で特急を待避するようになった。このため、同改正以前には普通列車となる区間を除いてはなかった急行の特急待避が生じている。
西鉄の前身の九州鉄道は1924年4月24日、インターアーバンとして成功させていた阪急電鉄神戸本線に倣い、「汽車（国鉄）より早い急行」を宣伝広告とした福岡（現、西鉄福岡（天神）） - 久留米間を55分で結ぶ急行を16分毎に走らせた。1930年、表定速度52km/hで福岡 - 久留米間を45分で結ぶ急行を2時間毎に運行した。大牟田線全通後は、1941年に福岡 - 大牟田間を75分で走行する急行の運行を開始した。この急行は第二次世界大戦中の一時休止を経て、戦後の1946年10月1日に福岡 - 大牟田間を90分で結ぶ急行として復活した。またこの急行とは別に1956年からは従来の急行停車駅に加え西鉄小郡駅・宮の陣駅と西鉄久留米駅以南の各駅に停車するローカル急行が運転されていた。当時の急行が現在の特急、ローカル急行が現在の急行の前身に当たる。
正月三が日には太宰府天満宮への初詣客輸送の輸送のため臨時急行「初詣号」が西鉄福岡（天神） - 太宰府間に運行される。通常の日の西鉄福岡（天神） - 太宰府間の急行と異なり、日中に30分間隔で上下両方向に運行される。「初詣号」にはヘッドマークが取り付けられる。1997年9月27日のダイヤ改正で日中の急行が1時間4本となったため余裕がなくなり、翌年からは西鉄小郡駅折り返しの列車を太宰府駅発着に差し替える形で運行している。
1996年までは2月の観梅期間中、西鉄福岡 - 太宰府間に臨時急行「とびうめ号」を運行していた。2015年より、2月上旬の1日に限り、西鉄福岡（天神）発太宰府行き急行の1本を「観梅号」とし、太宰府市のキャラクター「千梅ちゃん」のヘッドマークを付けて運行している。
日中は西鉄福岡（天神） - 二日市間、西鉄福岡（天神） - 筑紫間、西鉄福岡（天神） - 大善寺間、甘木線直通甘木 - 大牟田間の列車がそれぞれ30分間隔で運行されるほか、前節で述べた30分間隔で運行される小郡発着の急行は筑紫 - 小郡間が普通列車として運行される。これにより、西鉄福岡（天神） - 二日市間が約10分間隔、二日市 - 筑紫間が約10分または20分間隔、筑紫 - 小郡間が約15分間隔、小郡 - 宮の陣間が約30分間隔、宮の陣 - 大善寺間が約15分間隔、大善寺 - 大牟田間が約30分間隔で普通列車が運行される形となる。ごく一部、太宰府線と直通し、西鉄福岡（天神） - 太宰府間や太宰府 - 小郡間に運行される列車がある。大橋・西鉄二日市・西鉄小郡・西鉄久留米・花畑・大善寺・西鉄柳川の各駅で緩急接続する。特に西鉄柳川駅では対向列車との行き違い（列車交換）も兼ねるため、19 - 21分停車する。
早朝、朝夕ラッシュ時、夜間、深夜には西鉄柳川駅発着の列車もある。早朝には筑紫駅始発の下り列車もあるほか、平日の早朝に全線通しの列車が1本ある。朝夕ラッシュ時には上記の各駅のほかに春日原・筑紫で緩急接続する列車もある。また、案内表示上の行き先より手前の筑紫・久留米・花畑・柳川の各駅で「車両取替え」と称した車両交換を行い、同一ホームで乗り換えとなる列車がある。
天神大牟田線内列車および太宰府線直通列車については、昼間は主として5000形・6000形・6050形4両が使用され、一部の列車には7000形・7050形4両が使用される。ラッシュ時は5000形6両および7両・6000形・6050形7両、3000形5両および6両も運行している（車両検査・故障やダイヤ乱れ時などを除く）。平日朝夕には福岡（天神） - 二日市・筑紫・小郡間に3000形「旅人」編成が使用される列車がある。甘木線直通列車は7000形・7050形2両編成によるワンマン運転で、無人駅および営業時間外（早朝・夜間および日中の駅員不在時間）の有人駅では運転士による車内精算を行っている。1987年3月25日のダイヤ改正で新設され、2010年3月27日のダイヤ改正まで設定されていた種別で、平日朝に下り4本のみ西鉄福岡（天神） - 西鉄二日市間で運行されていた（列車自体は車庫のある筑紫まで運行されていたが、西鉄二日市 - 筑紫間は回送）。新設時は西鉄二日市までノンストップだったので「直行」という名称が使われていたが、1995年から途中で薬院駅のみ停車するようになった。朝ラッシュ時に増えた上り列車を車両基地まで送り込む、送り込み列車としての意味合いを持っていた。
当初は福岡→春日原間の直行も存在した。
車両は、末期は主に6000形・6050形7両または8両で運行していた。
2001年1月20日のダイヤ改正で新設され、2010年3月27日のダイヤ改正まで設定されていた種別で、平日朝に上り2本（大牟田・西鉄柳川発各1本）が運行されていた。両列車ともに8両編成での運行。
この快速急行の設定以前、朝ラッシュ時の上り急行で、二日市以北の急行停車駅（大橋駅・春日原駅・下大利の各駅）を通過していた8両編成使用列車を格上げする形で新設された。
停車駅は、通常の急行停車駅から春日原駅と下大利駅を差し引いたもの。この2駅に停車しない理由は、ラッシュ時の急行の遠近分離による混雑緩和のためと、春日原では踏切の制約などにより8両編成の列車が停車できないためである（ドアカットを行えない）。また、2本とも途中駅で特急を待避しなかった。また、大橋駅は新設当日からホームが8両対応に延伸されたため、新規に停車することとなった。
車両は主に6000形・6050形の8両編成が使用された。
1939年（昭和14年）7月1日の大牟田線全通時に初めて設定された。停車駅は九鉄福岡（現・西鉄福岡（天神）駅） - 春日原間の各駅、二日市、久留米 - 大牟田間の各駅で、運転間隔は25分、所要時間は福岡 - 久留米間が45分、福岡 - 大牟田間が110分となっていた。
1956年（昭和31年）12月1日より、早朝と夜間を除いてローカル急行列車に格上げされる形で運転本数が減らされ、1958年（昭和33年）4月1日のダイヤ改正で全廃された。
1956年（昭和31年）12月1日ダイヤ改正で、准急列車の一部を格上げする形で設定された。停車駅は二日市、小郡、宮の陣、久留米以南の各駅となっていた。福岡 - 久留米間の所要時間は42分。1959年（昭和34年）5月1日ダイヤ改正で、従来の急行が特急に改称されたのと同時に、ローカル急行は急行に改称されて名称が消滅した。
2017年8月26日改正ダイヤの日中の各区間における1時間あたりの運転本数は以下の通り。
平日の概ね7時30分から9時過ぎまでの間に西鉄福岡（天神）駅に到着する上り優等列車の最後部（大牟田寄り）1両は女性専用車両となっている。途中駅から急行運転を開始する普通電車も同様である。
なお、「女性客に同伴される小学生以下の男性」および「障がい者が介護者を伴う場合のどちらか片方が女性の場合」は女性専用車両に乗車可能である、としている。
快速急行の廃止直前は特急・急行は7両編成、快速急行は8両編成での運行となっていたため、女性専用車両の乗車位置が特急・急行と快速急行とで異なる駅も存在した。その場合は快速急行の乗車口に快速急行の種別カラーであるオレンジ色を用いて、他の種別との乗車位置の違いを区別していた。2012年3月24日ダイヤ改正では西鉄福岡（天神）駅に9時過ぎに到着する上り特急が設定対象外となったため、女性専用車両の設定対象全列車が急行となったが、2014年3月22日のダイヤ改正では同列車が再度設定対象となった。廃車・改造・他線への転出などにより天神大牟田線から消滅した車両を以下に示す。開業時から1960年代の2代目600系出現以前までに製造・鋼体化改造された車両は、形式ごとに規格・性能の差異が大きく、車体サイズの大小（13m級から18m級、連接車までの混在）や扉数の不統一（2・3扉の混在）が著しかった。時代ごとの輸送需要や路線延伸計画の状況により、九州鉄道およびその継承企業たる西鉄が、大牟田線の車両施策を一貫できなかったことの表れと言える。これらの雑多な混在状況は、2代目600系以降の通勤型電車規格化・大型化で徐々に改善されていった。西鉄福岡（天神） - 津福間と大善寺 - 大牟田間は西鉄の前身の九州鉄道（2代目）の手で当初から電化路線として開業したものである。津福 - 大善寺間は大川鉄道により1912年（大正元年）に開業した区間で、1937年（昭和12年）に九州鉄道が大川鉄道を吸収合併した際に改軌・電化した上で組み込んだものである。1924年（大正13年）に西鉄福岡（天神） - 西鉄久留米間が開業した当時、炭都大牟田、そして熊本市までの延伸を視野に入れていたが、1939年（昭和14年）に大牟田まで開通して以降、土地の確保に難航したことと、熊本県側が協力的ではなかったため、熊本延伸計画は頓挫した。
西鉄福岡（天神） - 西鉄久留米間は開通当時から複線区間だが、西鉄久留米以南は資金難のため、単線で開業した。その後、八丁牟田駅付近や開駅以南など、特急同士の離合箇所を優先的に複線化したため、西鉄久留米駅以南だけでも約6割は複線化施工済である。大溝駅や倉永駅、西鉄銀水駅など上下本線に挟まれた島式プラットホームの駅が存在するのは複線化の歴史の名残である。2019年3月23日に営業開始を予定する観光列車。名前の通り、車内の調理設備で沿線の食材を使った料理を提供し、内装には城島瓦（久留米市）、八女竹（八女市）の竹細工といった伝統工芸品を用い、筑後（沿線である福岡県南部）らしさを演出する。運行日は金・土・日曜日と祝日。昼間に西鉄福岡（天神）発大牟田行きの「ランチの旅」、夕方に大牟田発西鉄福岡（天神）行きの「ディナーの旅」を運行。2019年6月1日からは西鉄福岡（天神）発太宰府行きの「ブランチの旅」も運行する。
2019年現在、井尻駅から都府楼前駅間において、連続立体交差事業（鉄道高架化）が進行中である。
具体的な事業区間は、井尻駅と雑餉隈駅間の鹿児島本線の頭上をオーバークロスする辺りから、大牟田方面に向かって下大利駅を過ぎた後で御笠川を渡る鉄橋の手前辺りまでである。井尻駅と雑餉隈駅間の鹿児島本線オーバークロス付近から、福岡市と春日市の市境までの約1.86kmを福岡市、同市境を境に、下大利駅手前の御笠川を渡る鉄橋までの約3.30kmを福岡県が事業を進めている。事業計画の予備調査が実施された1985年時点の段階では、春日原駅から下大利駅間までが事業計画区間だったが、後に計画変更で延伸された。この事業によって、福岡市が行う事業区間では4箇所、福岡県が行う事業区間では12箇所の合計して16箇所の踏切が廃止され、現在の事業区間に存在する3駅は高架駅となり踏切跡には交差道路が新設される予定。本事業の効果としては、慢性的に発生している踏切遮断後の渋滞が解消されるとされている。
工事の方式としては大きく分けて2つあり、現在の本線の横に本線の高架工事終了まで使用する仮線を敷いて営業する仮線方式と、現在の本線の頭上に高架橋を建設する直上方式がある。事業区間の起点である下大利駅手前の御笠川にかかる鉄橋の手前辺りから白木原駅までと、大牟田方面に向かって雑餉隈駅手前の区間である南八幡町から三筑辺りまでは仮線方式が採用されており、下大利駅周辺から白木原駅までの、下り線の線路沿いにあったマンションや民家などは2000年代後半から徐々に立ち退きとなった。2014年3月22日のダイヤ改正からは、下大利駅から白木原駅までの区間が仮線での運行に切り替わり、下大利駅についても仮駅舎での営業が開始された。
また上記の連続立体交差事業に合わせ、2021年度に雑餉隈 - 春日原間に新駅の設置を計画している。場所は県道49号大野城二丈線との交差部分付近、西日本鉄道雑餉隈自動車営業所の隣接地に新設される予定となっている。
なお、この連続立体高架事業により、福岡（天神）駅から下大利駅までの高架区間で井尻駅のみが唯一地上駅のままとなるが、これは駅前後を通過する九州新幹線（博多南線）、及び福岡高速5号線（福岡高速環状線）の高架橋の影響により、この二つの高架橋を潜り抜けての高架化が難しいためである。
上記のほかに、西鉄とJRの駅同士が近く、概ね徒歩5分から15分以内での移動が可能で、徒歩連絡できる駅もある。以下にそれらの例を記す。左側が西鉄駅、右側がJR駅である。主に鹿児島本線と天神大牟田線が近い範囲で並走する福岡市南部（南区、博多区）や筑紫地域、及び大牟田市内において、徒歩連絡が可能な駅が存在する。
薬院駅 - 博多駅間、西鉄二日市駅・紫駅 - JR二日市駅間、西鉄久留米駅 - JR久留米駅間、花畑駅 - 久留米高校前駅間はそれぞれ1.5km前後の距離があるが、路線バスが頻発しており、路線バス利用で10分前後で移動できる。
沿線各都市では天神大牟田線の主要各駅を中心として街が形成されてきた。
西鉄久留米駅では駅ビルを核に商業エリアの整備が進められ、大牟田でも三井グループの協力を得て、新栄町駅前一帯で西鉄による再開発が行われた。
一方、少子高齢化や郊外化は大きな課題となっており、鉄道沿線の活性化に向けた専門部署（まちづくり推進室）で自治体関係者との人材交流も加えて天神大牟田線沿線の将来像を模索している。
なお、当路線が有する高速運転・高頻度ダイヤなどを背景とした沿線事業の拡大は、鉄道事業以外の関連事業（主に不動産賃貸業と流通業）の事業収益拡大に大きく貢献している。