山陽新幹線
山陽新幹線（さんようしんかんせん）は、新大阪駅から博多駅までを結ぶ西日本旅客鉄道（JR西日本）の高速鉄道路線（新幹線）およびその列車である。
東海道新幹線を延長する形で建設され、多くの列車が直通運転を行っていることから、総称して「東海道・山陽新幹線（とうかいどう・さんようしんかんせん）」とも呼ばれる場合もある。また、2011年3月12日から九州新幹線とも直通運転を行っており、総称して「山陽・九州新幹線（さんよう・きゅうしゅうしんかんせん）」という標記や、さらにこれらの3路線を総称して「東海道・山陽・九州新幹線（とうかいどう・さんよう・きゅうしゅうしんかんせん）」という標記もみられる。
1972年（昭和47年）3月15日に新大阪駅 - 岡山駅間が開業、1975年（昭和50年）3月10日に岡山駅 - 博多駅間が開業した。この全線開業は、当初の予定よりも3か月遅れとなった。開業以来日本国有鉄道（国鉄）によって運営されていたが、1987年（昭和62年）の国鉄分割民営化に伴い、以後の運営はJR西日本が継承している。ただし車両運用の都合上、この区間にはJR西日本所有車両のほか、東海道新幹線へ乗り入れる列車（一部の列車を除く）を中心に東海旅客鉄道（JR東海）所有の車両でも運行されている。同様に九州新幹線へ乗り入れる列車を中心に九州旅客鉄道（JR九州）所有の車両でも運行されている。
山陽新幹線の範囲は、JR発足時に当時の運輸省に提出された事業基本計画や国土交通省監修の『鉄道要覧』では新大阪駅 - 博多駅間としているが、国鉄時代に制定された「線路名称」上では並行在来線の無名枝線（1982年までは線増）という扱いで、新大阪駅 - 新神戸駅間が東海道本線、新神戸駅 - 小倉駅間が山陽本線、小倉駅 - 博多駅間が鹿児島本線となっている。
国鉄分割民営化で鹿児島本線の在来線区間および山陽本線の下関駅 - 門司駅間はJR九州に移管され、同社は1996年（平成8年）の運賃改定によりJR西日本と違う運賃体系を導入したため、小倉駅 - 博多駅間では運賃が新幹線1140円、在来線1290円（2014年4月1日改定時点）と異なることになった。新下関駅 - 小倉駅間でも同様の差異が生じる。乗車券購入時には予めどちらかの経路指定が必要となり、「新幹線は在来線の線増」という国鉄時代の取扱とは大きく変化した。2011年（平成23年）に九州新幹線と接続し、山陽新幹線との直通運転を開始した。
◯は全「のぞみ」の停車駅路線自体は新大阪駅付近（JR東海関西支社管轄）を除き、全線が本社鉄道本部新幹線鉄道事業本部の管轄である。営業上は新大阪駅が境界だが、管理上の境界は、十三筋（大阪府道・兵庫県道41号大阪伊丹線）の第二三津屋架道橋を越えたすぐの地点からである。また九州内では、九州新幹線と博多南線が分岐する地点までJR西日本が管理する。
ただし駅の管理・運営については、本州内は並行在来線を管轄する支社が新幹線単独駅を含めて、九州内は新幹線鉄道事業本部の下部組織の福岡支社が行う形になっている。JR西日本の駅が新幹線単独となる駅に限り、以下に管轄担当支社を記す。
250km/h走行を勘案して建設基準が定められている。具体的には、最小曲線半径が4,000m（東海道新幹線：2,500m。以下同様）、最急勾配が15/1000（20/1000）、軌道中心間隔が4,300mm（4,200mm）などである。
そのため、東海道新幹線に比べ線形が良く、高速運転が可能である。六甲トンネルが博多方面に向かって10‰の上り勾配であることや、西明石駅の西側と姫路駅の東側に半径3500mのカーブが存在するため、姫路駅東方約5キロ以西でN700系が最高300km/h運転を実施している。他社線へは「のぞみ」の定期列車すべてが東海道新幹線に、「さくら」「みずほ」が九州新幹線に乗り入れている。
前述のように緩やかな線形を採用したことや、平野部での住宅密集化によって用地取得が困難なこともあり、東海道新幹線よりトンネルが多くなっている。トンネル区間が占める割合は比率は50.8%、岡山以西に限定すると実に56.4%にのぼる（トンネルがないのは西明石駅 - 姫路駅間のみ）。このため、携帯電話での通信が困難だったが、総務省の「電波遮へい対策事業」に指定されて補助を受けつつ、NTTドコモ・au・ソフトバンクモバイルの携帯電話サービスを利用可能にするための工事が2009年から2016年にかけて行われ、全線で使用可能になった。新大阪駅発着列車の大半は同駅20番線で折り返しているが、同駅の東京方に引き上げ線がないことから、同駅折り返しの上り列車は約3km手前（ここがJR東海との境界でもある）から下り線を走行している。
設計時、東京駅 - 博多駅間で従来のブルートレインに代わる夜行寝台新幹線が計画されており、中間地点にあたる西明石駅 - 相生駅間では0時から6時の保守時間帯の一部を使って、単線運転（上り線使用時は下りを保守、逆も同様）を実施する予定であった。列車は0時を過ぎると110km/hに減速して単線走行、途中駅で行き違いや数時間運転停車を行い、早朝に出発するダイヤが想定されていた（開業後、961形試験車の寝台や、モックアップが作られたことはあったものの、実際に夜行新幹線が運行されることはなかった）。またこの新大阪駅 - 岡山駅間は一部ではあるが、新幹線にスラブ軌道を最初に導入した区間でもある。
山陽新幹線では、先に開業していた東海道新幹線とは異なり、1972年の開業当時よりJR化直後まで、駅名標は基本的には国鉄の在来線で使用していたものとほぼ同様の仕様であったが、1990年代前半以降に全駅がJR西日本の標準仕様のものに取り替えられている。
山陽新幹線は1府5県に19の駅が設けられており、平均駅間距離はおおむね30kmである。
1972年（昭和47年）新大阪駅 - 岡山駅間の6駅をもって開業し、1975年（昭和50年）の博多駅までの延伸開業時に10駅が加わり、16駅体制となった。全線開業当時の最速列車停車駅は、新大阪駅、岡山駅、広島駅、小倉駅、博多駅の5駅であった。
その後、地元の自治体や有志の要望および費用負担による請願駅として、1988年（昭和63年）に新尾道駅と東広島駅が、1999年（平成11年）には厚狭駅が、それぞれ途中駅として追加され19駅体制となった。また、2003年（平成15年）には、小郡駅が「のぞみ」停車を機に新山口駅に改称され、最速列車の全列車停車駅に新神戸駅が追加され、最速列車の停車駅は計6駅と改められた。
開業当初から有人改札による改札が行われていたが、2005年（平成17年）2月から自動改札機の使用を開始している。詳細は各駅の記事を参照のこと。
一方、利用が山陽新幹線の駅としては、大きく低迷している駅が存在する。岡山支社管内の新尾道駅、広島支社管内の東広島駅、新岩国駅、厚狭駅であり、それら当該駅は営業時間短縮などの収支改善策が検討・実施されている（無人化は長距離旅客が主体であるため困難）。実際、神戸支社管内の相生駅が営業時間の短縮を実施した。
2015年（平成27年）2月から、2003年（平成15年）まで使用された「旧こだま・旧ひかり」車内チャイムのうち、始発・終着駅で使用されたものを、山陽新幹線の新神戸駅 - 博多駅間各駅のホーム上の接近メロディとして、2016年（平成28年）3月からは、新神戸駅・岡山駅・広島駅・小倉駅・博多駅にて「銀河鉄道999」を発車メロディとして流している。
以下の表に山陽新幹線の駅一覧を示す。徳山駅 - 博多駅の6駅の営業キロは運賃・料金計算に用いられる岩徳線経由のものを示す。各列車の停車駅の詳細については「ダイヤパターンと停車駅」を参照。
各駅の構内配線およびホームの形式を表に示す。
原則すべての列車が停車し、通過列車のない駅では『2面4線』の構内配線が基本となる。すなわち、島式のホームを2面配置し、のりばは上下線にそれぞれ2箇所、計4箇所を設ける構造である。上下線ともそれぞれ2本の列車の同時停車ができ、相互の乗り換えが可能な配線である。
一方、通過列車のある駅では、本線（通過線）に直接ホームを設けず、本線の外側に待避線を設置した上でホームを設ける構造が基本である。これは、ホームでの利用客と高速で通過する列車の距離を確保し、風圧等による事故を防ぐことを目的としている。この形式の大半はのりばが2箇所の『2面2線+通過線』を採用しているほか、上下線いずれかにもう1線を追加する『2面3線+通過線』も姫路駅・新岩国駅・新下関駅の3駅にある（このうち姫路駅と新下関駅は将来的に『2面4線+通過線』とすることが可能な構造となっている）。また、新神戸駅は土地の制約条件などにより、本線に直接ホームを設ける『2面2線』構造が採用されており、2003年（平成15年）9月30日まで通過列車が設定されていたため通過列車による事故を防ぐためホーム上に防護柵を設けている。
以下に構内配線略図を示す。
2014年現在、山陽新幹線内すべての定期旅客列車の停車駅の概要を記す。いずれも政令指定都市の駅となっている。
このうち新大阪駅・岡山駅・広島駅・小倉駅・博多駅は開業当時からの全列車停車駅である。新神戸駅は当初通過列車が設定されていたが、2003年10月1日のダイヤ改正で全列車停車駅となった。山陽新幹線では開業当時より国鉄末期までは、駅名標は同線専用の独自様式のものが使用されていた。この様式は当時の在来線の駅名標と類似しているものの、平仮名表記を一切省略していた。つまり、東海道新幹線の開業当時の駅名標（こちらは自駅の漢字+ローマ字表記のみであったが、この駅名標についても1970年代中頃に国鉄標準の駅名標に交換された）に前駅と次駅の駅名を同じく漢字+ローマ字表記で追加しただけのものであった。
しかし、この独自仕様の駅名標はその後の東北・上越新幹線以降の新幹線では採用されず、山陽新幹線でも国鉄末期より順次在来線および在来線の仕様とほぼ同じ仕様の駅名標を採用した東北・上越新幹線以降のものと同じ駅名標、つまり国鉄標準のものに交換され、漢字+ローマ字表記仕様の駅名標は分割民営化と相前後して消滅。取り換えられた国鉄標準の駅名標も、1990年代前半以降に全駅がJR西日本共通の仕様のものに再び取り替えられてごく短期間で廃止されたため、現在はいずれも現存していない。
山陽新幹線における運行車両の変遷は以下の通り。
1987年（昭和62年）までの国鉄時代は、0系のみによる運行の期間が長く、編成両数も16両でほぼ固定されていた。その後、国鉄が民営化され、東海道新幹線をJR東海、山陽新幹線をJR西日本へと分割されると、山陽新幹線独自の車両開発と編成が展開された。ひとつは高速化であり、300km/hの高速運転を可能とした500系はその代表例である。また、輸送需要に特化した編成が組まれ、4両・6両・8両など東海道新幹線では見られない短編成化も進められた。16両編成・座席数1323席を絶対とする東海道新幹線との直通運転車両も含め、多種多様な形式・編成が運行される形となっている。
なお、2012年春には100系・300系が運用を終了し、800系の乗り入れも予定されていないため、これ以後は山陽新幹線を走行するすべての営業用車両が最高速度285km/h以上となる。
山陽新幹線における営業車両について概説する。詳細については各車両記事を参照のこと。
1964年（昭和39年）の東海道新幹線開業時に国鉄が投入した車両で、1986年（昭和61年）までの20年以上にわたって3,216両が製造された。このため、製造年度によって様々な仕様がある。登場時の最高速度は210 km/h。1986年（昭和61年）11月1日、100系に合わせ220 km/hに引き上げられた。
全電動車方式を採用し、2両単位で編成を増減することが可能である。普通車・グリーン車のほか、ビュフェや食堂車などの供食サービスを行う車両を組み込み、12両ないし16両編成で増備が進められた。
またトンネルが多くなったことにより、車内気圧変動対策で換気を遮断する回数が増えるため、後から開業した岡山駅以西では連続換気方式が採用された。そのため、1973年（昭和48年）以前に製造された0系車両を組み込んだ編成は岡山駅以西への乗り入れができなかった。東海道「こだま」用編成のS編成やY編成では、岡山以西乗り入れ禁止編成を識別するため、編成番号を本来の編成番号+50していた。
東海道新幹線に比べ輸送規模の小さい山陽新幹線では需要に合わせた短編成化も実施された。国鉄末期の1985年（昭和60年）には山陽新幹線内の「こだま」用として普通車のみの6両編成が登場。JR西日本となってからは、座席を一列4人掛けとするなどの車内改良を実施した6・8・12両の「ウエストひかり」も登場した。晩年は4両編成も加わり、2008年（平成20年）までもっぱら「こだま」に用いられた。
長期にわたり製造され陳腐化した0系の置き換えを目的に、新幹線初のモデルチェンジ車両として1985年（昭和60年）に登場した。国鉄および民営化で誕生したJR東海とJR西日本によって、1,056両が製造された。
営業運転速度はこれまでより10km/h速い220km/hにとどまったものの、モーターの出力増強・新しいブレーキの採用により、16両編成のうち4両を付随車（モーターを持たない車両）として製造コスト削減。車内もアコモデーションアップが図られ、座席間隔の拡大により3人掛け座席をはじめて回転可能としたほか、個室も設けられた。また、グリーン車や食堂車などに2階建車両を2両組み込んだことが大きな特徴である。JR西日本では編成中4両を2階建車両とした「グランドひかり」編成（100N系）も製造され、最高速度を230km/hに向上した。後継車両の投入後は、0系と同様に短編成化され、2階建て車両も外された上で「こだま」のみ運用となり、2012年（平成24年）3月17日のダイヤ改正をもって営業運転を終了した。
東海道新幹線の高速化を図るため、JR東海が開発した車両。最高速度は270km/hに引き上げられ、この車両とともに「のぞみ」が登場した。山陽新幹線への乗り入れは1993年（平成5年）より開始し、新大阪・博多間を従来より17分早い2時間32分で結んだ。JR東海のほかJR西日本でも製造され、1998年（平成10年）までにその総数を1,120両とした。
車体はこれまでの鋼製に代わりアルミニウム合金が採用されたほか、車内にも樹脂製部品が積極的に用いられ、徹底した軽量化が行われた。また、インバータ制御を用いた交流モーターを採用し、旧来の直流モーターに比べ小型化・高出力化が図られた。一方、利用の減少が続いていた食堂車や、軽量化・低重心化の障害となる2階建車両は組み込まず、普通車・グリーン車のみによる16両編成とした。
最高速度の向上により大幅な所要時間短縮を達成した300系であったが、この頃から新形式の開発・投入が相次ぎ、登場後わずか数年で運用の幅を狭め始めることとなった。2001年（平成13年）には「のぞみ」の定期運用を外れ、山陽新幹線においては岡山以東の東京直通「ひかり」がもっぱらの運用となった。さらに、N700系の量産が始まった2007年より廃車が進み、2012年（平成24年）3月17日のダイヤ改正をもって運行を終了した。
山陽新幹線のさらなる高速化を目的としてJR西日本が開発した車両であり、新幹線初の300km/h運転を達成した。1997年（平成9年）3月に新大阪駅 - 博多駅間の「のぞみ」として運用を開始し、新大阪 - 博多間の所要時間を300系より15分早い2時間17分とした。
300km/hという高速運転を実現するため、0系以来の全電動車編成とし出力を増強。空気抵抗や騒音の低減、高速運転にともなって生じるトンネルの爆音（トンネル微気圧波）への対策のため、車体は角を落とした円形断面として断面積を縮小したほか、先頭車は15mに及ぶロングノーズにキャノピー型の運転室を設けるなど、他の新幹線車両とは外観上も異なっているのが特徴である。16両編成9本、全144両が製造された。
山陽新幹線最速の車両として「のぞみ」を中心に運用されてきたが、2007年（平成19年）からは後継のN700系に徐々にその運用を譲っている。余剰となった車両は8両に減車し（同時にグリーン車は普通指定席車に改造）、最高速度を285km/hに落としたうえ、2008年（平成20年）から0系に代わって「こだま」の運用を開始した。
JR東海とJR西日本の共同開発により、1999年（平成11年）に営業運転を開始した車両。最高速度の低い0系や100系の置き換えを目的として製造された。
500系は山陽新幹線での300km/h運行を可能としたが、製造コストが高い、空力性能の重視によって車内空間に制約があるなどの課題を抱えていた。また、線形条件の劣る東海道新幹線においては300系と同等の270km/hに留まり、コストに見合った性能が発揮できなかった。そこで700系では費用対効果を重視し、東海道・山陽新幹線全体の底上げを図るとともに、乗り心地・快適性の改善に主眼が置かれた。最高速度は500系より若干抑えた285km/hとし、先頭形状はカモノハシに似た独特の形状が採用された。この形状は、車内空間への影響を最小限に留めつつトンネル微気圧波を抑制するものである。
「のぞみ」用16両編成としてJR東海・JR西日本あわせて1,200両製造されたほか、JR西日本では「ウエストひかり」の後継として、山陽新幹線のみを運行する「ひかりレールスター」用8両編成が128両製造された。前者は山陽新幹線においてはN700系の増備により定期「のぞみ」の運用から退き、廃車された300系に代わって岡山以東の東京直通「ひかり」に使われていたが、2017年3月4日のダイヤ改正で「ひかり」の運用も東海道新幹線直通列車からは撤退し、山陽新幹線区間では1日1往復の新大阪駅 - 博多駅間のみ使用されている。後者のE編成は普通車のみの構成で、塗色も独自のものを採用している。九州新幹線との直通運転開始に伴い、多くは直通列車の「さくら」に置き換えられ、現在は100系に代わって「こだま」を中心に運用されている。
700系を基本に『最速・快適・環境への適合』をキーワードとして、さらなる性能向上を目指した車両。山陽新幹線で運用されるものには、大きく分けて、JR東海・JR西日本の共同開発により、2007年（平成19年）7月に営業運転を開始した16両編成（X・K編成、0・3000番台）と、JR西日本・JR九州の共同開発により2011年（平成23年）3月に営業運転を開始した九州新幹線直通用の8両編成（S・R編成、7000・8000番台）の2種類がある。
軽量化、空力性能の改善およびモーター出力の増強により、500系以来となる山陽新幹線での300km/h運行を可能とした。東海道新幹線での最高速度は従来と同じ270km/hに留まるものの、加速性能の向上、新幹線初となる車体傾斜装置の導入により、所要時間の短縮を達成している。後に登場したこの車両の改良型となるN700Aによって、2015年3月14日以降は東海道新幹線区間の最高速度が285km/hに向上することとなりさらに所要時間が短縮された。外観は700系に準じるが、エアロダブルウィングと称する先頭形状、空気抵抗を低減する連結部の全周ほろ、小さな窓、大型のフルカラーLEDによる行先表示等が特徴となっている。また、車内は全席禁煙とされ、喫煙者向けに喫煙ルームが設けられた。500系・700系に代わり「のぞみ」への投入が続けられており、総計1,500両となる予定である。
一方、九州新幹線直通の「みずほ」「さくら」用8両編成は、量産先行車となる1編成が2008年（平成20年）に落成し、19編成まで増備された。九州新幹線との直通運転を開始した2011年3月12日からはJR九州所属の8両編成が「みずほ」「さくら」で山陽新幹線に乗り入れるほか、一部は山陽新幹線内「ひかり」や「こだま」に使われている。
以上の新幹線営業車両の諸元をまとめ下表に示す。形式によって複数の仕様を持つものは、断りのない限り代表的な値を示した。増備中の形式の製造両数は括弧書きで記述。2003年（平成15年）11月24日からは、JR西日本所属の車両の車内放送に使用されているチャイムの音楽には、かつて山口百恵が歌った「いい日旅立ち」を2003年（平成15年）に鬼束ちひろがカヴァーした、「いい日旅立ち・西へ」が使用されている。なお、JR東海所属の車両では、TOKIOの「AMBITIOUS JAPAN!」が使われ、JR九州所属の車両では、向谷実作曲のオリジナル曲「The Journey」が使われる。
2011年3月11日までは、ひかりレールスターの4号車のみ、始発駅発車前と終着駅到着直前や非常時を除き車内放送が行われない「サイレンスカー」が設定されていた。
2008年（平成20年）6月20日から、0系の車内チャイムが2003年（平成15年）まで使用された「旧こだま・旧ひかり」チャイムに戻され、同系列が定期運転を終了する2008年11月30日まで使用された。
2015年11月から2018年5月まで運行された、500系V2編成を使用した「500 TYPE EVA」では、テレビアニメ「新世紀エヴァンゲリオン」主題歌の「残酷な天使のテーゼ」が使用されていた。
新大阪駅以東および博多駅以南での停車駅など詳細については各列車の記事や、「東海道新幹線」および「九州新幹線 (鹿児島ルート)」を参照のこと。
「のぞみ」は、山陽新幹線においては1993年（平成5年）3月18日に新しく設定された最速達タイプの列車である。当初は1時間あたり1 - 2本程度の運転本数であったが、2003年（平成15年）10月1日のダイヤ改正以降、「ひかり」に代わる東海道・山陽新幹線の主軸列車として位置付けられ、大幅に増発された。方向幕で示される種別カラーは黄色（）。
山陽新幹線内では新神戸駅・岡山駅・広島駅・小倉駅には全列車が停車し、大半の列車が姫路駅・福山駅・新山口駅（それぞれ毎時1本）・徳山駅（1日6往復）のいずれかに選択停車する。原則的に山陽新幹線内の選択停車駅数は1駅で、2駅以上停車する列車が「さくら」または「ひかり」とされているが、早朝上りと夜間下りには「さくら」「ひかり」と同格の2駅選択停車の「のぞみ」も設定されている。当初は岡山駅・広島駅・小倉駅が全列車停車、新神戸駅が一部列車停車であったが、2003年（平成15年）10月1日のダイヤ改正で新神戸駅も全列車停車となり、東京駅 - 広島駅・博多駅間の「ひかり」の多くが「のぞみ」に種別変更され、姫路駅・福山駅・徳山駅・新山口駅が新たに停車駅に追加された。また、2008年（平成20年）3月15日のダイヤ改正で西明石発東京行きの列車が1本設定された。
2015年6月20日現在の現行ダイヤでは、1時間あたり東京駅 - 博多駅間の定期列車が2本、東京駅 - 広島駅間の定期列車が1本の計3本運行されているが、法律上午前0時 - 6時の運行ができないので、朝・夜の列車はこれより短い区間で運行している。かつては朝・夜に山陽新幹線内のみ（新大阪駅 - 博多駅間）の「のぞみ」も運転されていたが、2011年3月12日に運行を開始した「みずほ」に置き換えられ、定期列車はすべて東海道新幹線に直通する列車のみとなった。
定期列車はすべてN700系（16両編成・座席数1323席）で運行されているが、一部の臨時列車は700系（16両編成・座席数1323席、JR時刻表では形式の表記がない）でも運行されている。また、2010年2月末まで、500系も使用されていた。
ごく稀ではあったが、ダイヤが乱れた際に、新大阪駅 - 博多駅間の「のぞみ」が「ひかりレールスター」用の700系7000番台で運転されたこともあった。また、2018年9月30日に上陸した台風24号の影響により翌日の「のぞみ」1号・5号が遅延し、その救済で設定された「のぞみ」781号・783号のうち783号が九州新幹線直通用のN700系7000番台で運転された。
「みずほ」は、山陽・九州新幹線の新大阪駅 - 鹿児島中央駅間を直通運転する最速達タイプの列車である。2011年（平成23年）3月12日の九州新幹線 (鹿児島ルート)全線開業と同時に運行を開始し、現在は朝夕を中心に1日6往復運行されている。種別カラーはオレンジ色（）。
山陽新幹線内では「のぞみ」と同じ最速達列車と位置付けられ、料金体系も「のぞみ」に準じている。山陽新幹線内では新神戸駅・岡山駅・広島駅・小倉駅・博多駅に全列車が停車し、一部列車は姫路駅にも停車する。一部の「のぞみ」が停車する福山駅・徳山駅・新山口駅には停車しない。「みずほ」は全列車が九州新幹線に直通しており、山陽新幹線内相互発着の列車は設定されていない（九州新幹線が運転見合わせなどの異常時を除く）。臨時列車で山陽新幹線内相互発着の場合は「のぞみ」として運転される。2013年（平成25年）3月16日ダイヤ改正より主に土休日運転の臨時列車が1往復新設された。
全列車がN700系（8両編成）で運行されている。
「さくら」は、山陽・九州新幹線の新大阪駅 - 鹿児島中央駅間を直通運転する列車である。山陽新幹線では速達型列車としての役割を担う。種別カラーはピンク色（）。
2011年（平成23年）3月12日の九州新幹線 (鹿児島ルート)全線開業と同時に運行を開始した。「さくら」は山陽・九州新幹線を直通運転する列車としての役割を担うこととなり、一方で山陽新幹線内の停車駅は「ひかりレールスター」を統合する形で運行を開始したため、山陽新幹線内では従来の「ひかりレールスター」の停車パターンを踏襲している。
山陽新幹線内は、新神戸駅・岡山駅・広島駅・小倉駅には全列車が停車し、福山駅には上り1本を除く全列車が停車するほか、姫路駅・徳山駅・新山口駅・新下関駅のうち1 - 2駅に停車する。2017年3月4日現在、新大阪駅 - 鹿児島中央駅間で16往復、新大阪駅 - 熊本駅間で1往復、広島駅 - 鹿児島中央駅間で1往復運行されているほか、下り列車のみ新下関発鹿児島中央行きの列車が1本ある。「みずほ」と同様に「さくら」も全列車が九州新幹線に直通しており、山陽新幹線内相互発着の「さくら」は存在しない（九州新幹線が運転見合わせなどの異常時を除く）。臨時列車で山陽新幹線内相互発着の場合は「ひかり」として運転される。
山陽新幹線で運行される「さくら」は全列車がN700系（8両編成）で運行されている。
「ひかり」は、東海道新幹線開業時から存在する速達タイプ（一部各駅停車タイプ）の列車である。方向幕で示される種別カラーは赤（）。
当初は、朝晩の一部を除いたほとんどの列車が東海道新幹線に直通していたが、国鉄分割民営化後は山陽新幹線内相互発着の「ウエストひかり」の運行も開始され、後に「ひかりレールスター」に移行した。
山陽新幹線における「ひかり」は、かつては「速達型列車」・「一部駅通過型列車」・「各駅停車型列車」とさまざまな形態で運行され、山陽新幹線の開業当初から長らく東海道・山陽新幹線の主軸速達列車として運行されてきた。最速達種別である「のぞみ」が大幅に増発された2003年（平成15年）10月1日のダイヤ改正以降、東海道新幹線に直通する速達型列車の役割は「のぞみ」に移行、2011年（平成23年）3月12日に九州新幹線に直通する「さくら」が運行を開始したことに伴って、山陽新幹線完結の速達型列車は「さくら」と統合され、現在は「のぞみ」「さくら」を補完する列車として運行されている。
東海道新幹線直通系統は、一部を除いてほとんどの列車が山陽新幹線内の各駅に停車し、主に新大阪駅 - 岡山駅間における「こだま」の補完的な列車として運行されている。過去のダイヤでは、早朝に三原発東京行きの列車、夜に東京発姫路行きとなる列車が存在した。これらはいずれも山陽新幹線内の各駅に停車していた。また三原発列車は2008年（平成20年）3月15日のダイヤ改正で登場したもので、新尾道駅と新倉敷駅に停車する数少ない「ひかり」であったが、2012年3月のダイヤ改正で始発駅が広島駅となった。このほか、朝の下りのみ新横浜発広島行き、名古屋発広島行きおよび名古屋発博多行きが各1本ずつ設定されており、こちらは山陽新幹線内では新神戸駅・姫路駅・岡山駅・福山駅の各駅と西明石駅・相生駅・新下関駅のうち1-2駅に停車する。
このほかに山陽新幹線で完結する「ひかり」も運行されており、このうち700系7000番台（8両E編成）を使用する列車は「ひかりレールスター」の愛称で運行されている。「ひかりレールスター」は国鉄の分割民営化後に運行を開始した「ウエストひかり」を引き継ぐ形で、2000年（平成12年）3月に運行を開始した。
東海道新幹線に直通する列車は、N700系（16両編成）が使用されている。かつては0系・100系・300系・700系（16両編成）も使用されていた。山陽新幹線内相互発着の列車4本は2本が700系（16両編成）、3本が700系（8両編成）「ひかりレールスター」で運行されている。
かつては山陽新幹線の各駅に少なくとも数本の「ひかり」が停車していたが、1997年（平成9年）11月29日のダイヤ改正で停車駅が整理され、一部の駅が停車駅から外された。東海道新幹線に直通する「ひかり」は2003年（平成15年）10月1日のダイヤ改正以降「速達型列車」に相当する列車は運行されず、昼間時間帯では東京駅 - 岡山駅間の「ひかり」（山陽新幹線内は各駅停車）が1時間あたり1本運行されるのみとなった。広島駅 - 博多駅間では、この改正で東京駅直通の「ひかり」がなくなり、2009年（平成21年）3月14日のダイヤ改正で名古屋駅 - 博多駅間で運行されていた「ひかり」が広島駅発着になったため、すべて新大阪駅発着の「ひかりレールスター」による運行となった。
山陽新幹線内相互発着の「ひかりレールスター」も2011年（平成23年）3月12日のダイヤ改正で「さくら」が運行を開始したことに伴い、多くは「さくら」に置き換えられる形で削減され、その後もN700系7000番台（8両S編成）の増備が進むにつれて700系7000番台「ひかりレールスター」はN700系7000番台「ひかり」に置き換えられていった。2012年（平成24年）3月17日のダイヤ改正ではN700系7000番台増備完了に伴う「さくら」の更なる増発によって、「ひかりレールスター」としての定期列車は朝の博多発新大阪行き上り列車1本を残すのみとなり、山陽新幹線内相互発着の「ひかり」全体でも2往復にまで縮小された。
「こだま」は、東海道新幹線開業時から存在する各駅停車タイプの列車で、全駅に停車する。方向幕で示される種別カラーは本来は青（）だが、500系・700系の車両電光掲示板では発色の関係から緑（）が用いられている。
速達列車の増発・高速化の影響で停車駅での通過列車待避が多く、所要時間も長くなっており、2015年3月のダイヤ改正時点で、新大阪駅 - 博多駅間で4時間10分 - 5時間20分である。博多発10時台 - 14時台の新大阪行き「こだま」はいずれも岡山駅で24 - 33分間停車し、新大阪までの所要時間は5時間以上を要しているが、岡山駅で岡山始発山陽新幹線内各駅停車の「ひかり」と接続しており、これに乗り換えると各駅停車で山陽新幹線内全線を4時間40分で移動できるダイヤとなっている（参考までに、開業当初は現在よりも3駅少なく、全列車が4時間30分前後で新大阪駅 - 博多駅間で走行していた）。2006年（平成18年）3月18日以降、ダイヤ改正のたびに本数の削減が行われている。特に新大阪駅 - 岡山駅間は日中の「こだま」の設定がない時間帯があり、上述の東京駅 - 岡山駅間運転の「ひかり」が「こだま」の役割を担っている。
8両編成の700系・500系を中心に、早朝・深夜の列車ではごく僅かではあるが16両編成のN700系や8両編成のN700系が使用されている。かつては0系・100系・300系も運用されていたが、開業当初からあった0系での運用は、2008年（平成20年）11月30日で終了、100系は4両編成の列車も博多駅 - 岡山駅間の限定運用で運行されていたが、4両編成は2011年3月12日のダイヤ改正をもって運用を終了し、6両編成もこの改正で岡山駅 - 新大阪駅間での運用が終了、2012年3月17日のダイヤ改正を前に100系は300系と共に全編成が運用を終了した。これによって「こだま」は全列車が8両・16両編成に統一された。
小倉駅 - 博多駅間や朝夕の一部の列車は全車自由席である。一部列車は在来線として扱われている博多南線に特急列車として直通運転している。
「つばめ」は、九州新幹線内を各駅停車で運行している列車（山陽新幹線での「こだま」と同等）だが、2012年（平成24年）3月17日ダイヤ改正で上り2本（熊本発新下関行きと鹿児島中央発小倉行き各1本）が山陽新幹線に乗り入れた。山陽新幹線内でも各駅停車として運行され、車両はすべてN700系8両編成が使用されていた。翌2013年（平成25年）3月16日ダイヤ改正で九州区間内の発着に整理され、定期列車の山陽区間への乗り入れはなくなったが、2017年3月4日より、熊本発小倉行きつばめ306号1本が設定され、九州島内であるが、直通が復活した。種別カラーは水色（）。
開業時から規則的なパターンダイヤを導入しているが、東海道新幹線に比べて需要が少ないことと、時間帯により極端な需要の偏りがあることなどから、列車の延長運行などを行い、需要に見合う柔軟なダイヤ構成となっている。
以下に示す時刻・運転区間等は2017年3月4日ダイヤ改正現在の昼間時間帯の平均的なもので、早朝・深夜は若干異なる。一部の「のぞみ」は博多駅で九州新幹線と接続している。●：停車、□：一部の列車が停車、▲：この駅のうち1駅に停車、→ ：通過、＝：他線回り、◆：臨時列車（定期列車として運行される時間帯もある）、★：どちらか運行、(N)：N700系車両で運行、■：一部は九州新幹線と接続、※：日中の一部時間帯は臨時列車。
（2018年3月17日ダイヤ改正時点）
なお、博多南線のみを走る列車（2012年3月改正ダイヤでは下り2本、上り7本）は810 - 820号台が割り当てられている。
列車番号は、定期列車については基本的に号数+Aであるが、以下の例外がある。
新大阪駅 - 博多駅間最速列車の所要時間の推移を示す。
山陽新幹線の2011年度の運輸収入は3,309億円で、JR西日本における鉄道旅客運輸収入（7,350億円）の45.0%を占めており、同社の一番の収入源となっている。また、2010年度の輸送人員は約6,000万人、輸送量を表す輸送人キロは15,546百万人キロで、JR発足直後の1987年度のそれぞれ1.10倍、1.18倍である。なお、これまでの最高は1992年度の6,800万人・16,160百万人キロ。
国土交通省は、一般的な傾向として近距離帯では乗用車等、中距離帯では鉄道、長距離帯では航空が主に利用されている状況にあると分析しており、山陽新幹線沿線でもこの傾向が現れている。
東京と山陽各県との間は航空路線との競合にさらされているが、2005年の国土交通省の分析によると、東京からほぼ同距離である山陽地域（岡山、広島）と北東北地域（青森）、南北海道地域（函館）を比較すると、新幹線が整備されている山陽地域の方が鉄道の分担率が高く、東海道・山陽新幹線が鉄道のシェア向上に一定の役割を果たしていることを示している。
岡山空港のジェット化が比較的遅かったこともあり、新幹線は航空機に対し7割を超えるシェアで押していたが、2000年（平成12年）2月に航空法が改正され、航空会社がより自由に運賃を設定できるようになったこと、車社会の岡山においてはパークアンドライドが岡山空港のほうが容易であることもあって、新幹線が急速にシェアを落としていき、2003年（平成15年）には50%を割った。しかし2003年（平成15年）10月に品川駅が開業し、東京 - 岡山の「のぞみ」が1時間あたり2 - 3本（2005年3月からは3本）になってからはシェア回復傾向であり、近年では6割程度のシェアを確保している。
新幹線と広島空港発着の航空機のシェアは1993年度には57:43であったが、1995年（平成7年）に阪神・淡路大震災で山陽新幹線が不通となった影響やその復旧後も客足は新幹線へ戻らず1996年度には53:47と減少、1997年度は回復したが以降の客足は航空機に流れて減少の一途をたどり、2002年度には38:62となった。2003年10月に東海道新幹線の品川駅が開業し、東京 - 広島間の「のぞみ」が1時間あたり2 - 3本へ増発し内1本が福山駅に停車、のぞみの特急料金を値下げして自由席を設定するなどの効果で2003年（平成15年）以降は徐々に新幹線のシェアが回復して航空機のシェアは減少を続けており、2008年度は新幹線が11年ぶりに50%へ回復した。
東京 - 福山では、2006年（平成18年）9月から、福山駅 - 岡山空港間にリムジンバス「ももっちライナー」の運行が開始され、東京 - 岡山便との競争が期待されたものの2008年（平成20年）1月31日をもって「ももっちライナー」は需要が伸びず廃止された。JR西日本広島支社がこの区間の利用者向けに2007年（平成19年）6月と7 - 8月の2回「のぞみDVD無料レンタルキャンペーン」、2008年（平成20年）2月 - 3月は「のぞみ×DSキャンペーン」と称しDVDやゲーム機の無償貸し出しを行っていた。新幹線と山口宇部空港発着の航空機のシェアは、2001年3月に山口宇部空港の滑走路延伸が行われて機材が大型化、翌年にはダブルトラック化も行われたことで山口宇部空港の利用客が急増、JRのシェアが3割を割り込むほどに急減する。その後、新山口駅・徳山駅への「のぞみ」停車開始などもあり、JRがシェアを微増させており、現在は拮抗状態にある。路線長で1050km以上の長距離となるこの区間は新幹線での所要時間が5時間を超えるうえ、福岡空港のアクセス利便性が非常に高く（博多駅から地下鉄で5分）、羽田 - 福岡間にはLCCを含む各社から多数の航空便が運行されているため、この区間では航空機利用が圧倒的に優勢である。2015年度のJRと北九州空港・福岡空港発着の航空機のシェア（東京都 - 福岡県）は7:93で、この比率は年次変動がほとんど無い。
2005年度のJRと航空のシェアはおおむね3割:7割程度で推移していたが、「のぞみ早特往復きっぷ」や「エクスプレス予約」などの割引サービスの充実、さらには2006年（平成18年）3月のダイヤ改正における「のぞみ」を1時間に2本へ増発し、始発列車や最終列車の増発や時刻変更で、中京地区から福岡での滞在時間を増加させるなど利便性の向上などにより、JRのシェアが徐々に増加し、2009年にはシェアを逆転している。
JR東海は2006年（平成18年）春から中京地区で「九州（当初は博多）行くなら、新幹線。」キャンペーンを展開し、対抗して全日本空輸 (ANA) もビジネス特割の設定や「行こおか ふくおか」キャンペーンを展開し、中部国際空港 - 福岡便を増発している。一方で日本航空 (JAL) は2008年度に中部国際空港 - 福岡便を廃止し、県営名古屋空港発着の便に一本化、2006年（平成18年）3月に就航した名古屋空港 - 北九州空港（同空港開設と同時に就航）便が2007年（平成19年）4月に運休したのに続く両地域間の航空路線の縮小となった。京阪神 - 福岡間では、山陽新幹線と、伊丹空港・関西国際空港 - 福岡空港の航空便が競合している。国の方針により、1975年（昭和50年）の新幹線博多開業時から長期間に渡って、山陽新幹線への需要を喚起するとして、この区間の航空便数を大幅に制限していた。JR西日本は発足後、2+2シートの「ウエストひかり」で快適な車内サービスを提供する一方で、「グランドひかり」や300系「のぞみ」などを投入しスピードアップによる速達サービスも向上させてきた。1994年（平成6年）に関西国際空港が開港した後も、1997年（平成9年）に最高速度300km/hの500系車両の導入や、山陽区間内のトクトクきっぷの使用制限（お盆、年末年始などの超繁忙期）を緩和・撤廃して格安の回数券を発売したが、その頃には国による航空便数の制限が撤廃されたこともあり、航空会社が大阪空港 - 九州方面の航空便を増便やマイレージサービスの拡充を図るなどの施策で、新幹線はシェアを徐々に落としていった。そこで2000年（平成12年）にJR西日本は「ひかりレールスター」を投入し、指定席の2+2シートなどの質の高いサービスが人気をよび、新幹線のシェアは増加に転じた。航空需要の減少は続き、新幹線シェアは現在は過去最高となった。
一方で、格安航空会社 (LCC) のPeach Aviationが2012年3月以降、関西国際空港と福岡空港をはじめとする九州各地との間に随時就航し、JR西日本の佐々木隆之社長は「運賃だけでは（LCCに）対抗できない」として、車内での携帯電話利用可能範囲の拡大などの利便性で対抗する考えでいるという。2012年度はLCC効果でシェアが若干低下し、2013年にインターネット予約e5489のみではあるが繁忙期でも安価で利用できるスーパー早特切符（新大阪・新神戸 - 小倉・博多間；10,000円、熊本・鹿児島中央発着も設定）を発売開始した。運賃は営業キロに基づいて算出する。新大阪駅 - 博多駅間の営業キロは、並行する東海道本線（新大阪駅 - 神戸間）・山陽本線（神戸駅 - 門司駅間）・鹿児島本線（門司駅 - 博多駅間）と同一になっている。新岩国駅 - 徳山駅間は経路特定区間に指定されており並行する山陽本線と同様に岩徳線経由の運賃計算キロを使用する。
特急料金は、「三角表」と称するものにより各駅間個別に定められている。一方、この各駅間の特急料金は当該区間の営業キロに基づいて算出されたものである。営業キロに対応する特急料金、およびその他の特定の区間の特急料金は別表のとおり。山陽新幹線では高速バスや航空との競合、平行する他社線がある区間を中心に割引きっぷ（特別企画乗車券）が設定されている。
大阪市内・神戸市内 - 北九州・福岡市内で利用可能な2枚セットの割引きっぷ。2006年（平成18年）5月に廃止された「新幹線カルテットきっぷ」を代替する形で、2006年（平成18年）3月から発売されていたが、エクスプレス予約の利用拡大を理由に、2011年（平成23年）11月30日をもって廃止された。
土休日のみ使用できる往復割引きっぷである。高速バスや在来線特急と競合している小倉 - 博多間に設定されている。小倉・博多駅ではJR九州の窓口でも発売している。2008年（平成20年）3月までは山口県内 - 博多間にも設定され、下関発の割引率が高かった。
JR九州の企画乗車券「2枚きっぷ」に相当する割引切符。九州新幹線直通に対応した一部の切符を除き、JR西日本・JR九州の共同発売。乗車券特急券が1枚になった2枚セットの割引切符である点は2枚きっぷと同一コンセプトであるが、当切符では2枚きっぷより割高なものの、小倉 - 博多間が山陽新幹線（普通車自由席）経由となる。2枚きっぷが山陽新幹線経由が不可であったのと同様に、新幹線往復割引きっぷでは小倉 - 博多間の在来線経由利用が不可となる。なお、在来線特急利用区間においては、北九州市内 - 佐賀の切符を除き在来線特急の普通車指定席に乗車できる（佐賀発着の切符は、博多 - 佐賀間は在来線特急の普通車自由席のみ利用可能）。
また、一部きっぷでは以下の制約がかかる2005年（平成17年）12月よりJR東海エクスプレス・カードを使った「エクスプレス予約」による東海道新幹線の割引特急券（e特急券）の対象区間が新神戸駅まで拡大され、JR西日本もこれと同等のサービスを受けられるJ-WESTカードを2006年（平成18年）2月より新たに発行し（年会費有料の「エクスプレス」のみ当サービスが利用可能）、同年7月22日より山陽新幹線全線でのサービスを開始すると同時に、両者のカードで東海道・山陽新幹線全区間での利用が可能となった。また2009年（平成21年）8月29日から、ICカードシステム「EX-ICサービス」が山陽区間にも拡大導入された（小倉・博多の両駅の在来線連絡改札口には、2012年3月12日に導入された）。
なお、九州新幹線と山陽新幹線とを直通する「みずほ」・「さくら」・「つばめ」は、山陽新幹線区間（新大阪 - 博多）においてもエクスプレス予約・EX-ICサービスの対象外であったが、2012年7月21日午前5時30分より、山陽新幹線区間でのエクスプレス予約の取り扱いを開始した。ただし、九州新幹線区間（博多駅 - 鹿児島中央駅間）を含む利用、ならびに山陽新幹線区間における前述3列車でのグリーンプログラム（蓄積ポイントによるグリーン車への「アップグレード」）や早割サービス（EX-IC早特など）の利用は、引き続き対象外となっている。
2011年3月12日より、九州新幹線 (鹿児島ルート)の博多駅 - 鹿児島中央駅間が全通し、山陽新幹線と直通運転する「みずほ」・「さくら」の運行が開始された。これら山陽・九州新幹線の直通列車、ならびに九州新幹線内運転の「さくら」「つばめ」（一部列車は山陽新幹線区間にも乗り入れ）については、JR西日本とJR九州が連携して行う、インターネット予約サービスで購入が可能である。
2011年3月5日より、JR西日本では「e5489plus」に替わる、「（新）e5489」サービス（JR西日本・JR四国・JR九州の大半の列車、およびJR東海・JR東日本の一部の列車が対象。JR九州エリアについては、3月12日より対応）の導入で、またJR九州では、「JR九州列車予約サービス」の機能を拡充の上、対応している。
とくにJ-WESTカード会員に対しては、通常より割安となる料金（「（新）eきっぷ」・従来の「e5489plus：e割きっぷ」に相当）が設定された。これは従来のe割きっぷとは異なり、特急券のみの予約・発券扱いとし、通常の乗車券と組み合わせて使えるサービスとして変更されたものである（それまでは特急券と同じ区間の乗車券とセットで販売されており、e割きっぷの乗車区間外へ乗り越しする場合は乗車キロ数の区分にかかわらず乗り越し区間の普通運賃が別途必要であった）。
さらに新サービスにおいては、区間・列車・設備・席数が限定されるが、乗車日3日前までの予約で「（新）eきっぷ」以上に割安となる「e早特」も設定された。こちらもJ-WESTカード会員専用で特急券のみの予約・発券扱いとなるため、通常の乗車券や往復割引乗車券との組み合わせ、他にも学割等の割引乗車券との組み合わせが可能である。新幹線は新大阪駅・新神戸駅⇔熊本駅・鹿児島中央駅間のみの設定であるが、出張等の際には利便性の高いサービスである（ほかにJR西日本の一部の在来線特急にも、グリーン車専用商品として設定されている）。
なお、JR九州のJQ CARD会員については、「JR九州列車予約サービス」において、山陽・九州新幹線の「（新）eきっぷ」「e早特」が購入可能である。
建設当時は高度経済成長期の真っ只中であり、コンクリートの材料に使う骨材（砂）が中国・四国・九州地方では不足していた。そのため、金属類を腐食させる塩類が多く含まれた海砂が使われた。海砂をコンクリート材として使う場合には塩類を十分に洗浄すれば問題がない。しかし実際は、洗浄を行うことは一般的ではなかった。また、建設後の強度試験では設計基準強度を下回るコンクリートが使用されていたことも明らかになっている。そのため東海道新幹線区間と比べるとトンネルや橋脚などのコンクリート部分の劣化が早い傾向を指摘されている。これは、過剰に含まれた塩類と透気性の高いコンクリートが鉄筋を激しく錆びさせているため（塩害）と想定されている。また、施工不良が原因とされる事故も1999年（平成11年）に発生しており、走行中の列車に落下したコンクリート片が直撃した（福岡トンネルコンクリート塊落下事故）。これに伴い、線内各所では緊急点検および補修工事が行われた。
開業当初、山陽新幹線では「こだま」を一部時間帯除いて設定せず、「ひかり」を山陽新幹線区間で主要駅のみ停車するタイプ（Wひかり）、それより若干多い駅に停車するタイプ（Aひかり）、各駅停車するタイプ（Bひかり）の3つに分けてそれぞれ設定し、殆どの列車を東海道新幹線の東京駅まで直通運転させていた。
しかし山陽新幹線は東海道新幹線より需要が少ないことから、その分列車本数が少なく、特に岡山駅以西では毎時2往復という時間帯が多かった。その後、山陽新幹線区間のみ走る6両編成の「こだま」が1985年（昭和60年）6月に登場したのを皮切りに、編成両数を短縮してその分本数を増やす施策がとられるようになった。
国鉄分割民営化によってJR西日本の運営路線となると、その流れには更に拍車がかかり、“ウエストひかり”・“シャトルひかり”などといった、6 - 12両編成という短編成ではあるが質の向上を図った列車が多く運行されるようになり、そして8両編成の“ひかりレールスター”が登場以後は山陽区間内の「こだま」も4 - 6両編成（多くは廃車発生品のグリーン席を使った2+2座席のモノクラス車に）がほとんどとなり、現在に至る。
また、小倉駅 - 博多駅間は並行在来線の鹿児島本線との競合があるため、在来線経由の定期券での山陽新幹線の乗車を認めるとともに、同区間の区間列車を朝夕時間帯を中心に設定している。
なお「ひかりレールスター」に関しては、山陽区間における「のぞみ」が登場して暫くは、「のぞみ」の列車本数自体が少なかったことや利用料金が割高な事などから新幹線が敬遠されがちであったため、航空機への対抗策の一環として登場したものの、2003年（平成15年）ダイヤ改正で「のぞみ」の大幅増発や停車駅増加に加えて「のぞみ」料金値下げ（正規の自由席料金や、阪神地区と福岡地区間などの割引きっぷ類が「のぞみ」利用でも同額に）、さらに2006年（平成18年）3月18日改正で“ひかりレールスター”に「のぞみ」並みの速達列車が登場した（現在は廃止）ことや、さらには2011年（平成23年）の九州新幹線全線開業に伴う改正で「ひかりレールスター」の殆どが九州新幹線に直通する「さくら」に変更されたこともあり、現在はその位置付けがやや曖昧になっている。
2011年（平成23年）3月の九州新幹線博多駅 - 新八代駅間の開業に伴い、山陽・九州直通列車「さくら」「みずほ」の毎時1本程度の運行が開始された。また、東京発着「のぞみ」と博多折り返しの「さくら」は同一ホームでの乗り換えが博多駅で可能となっている。地震対策として、2029年度までに「逸脱防止ガード」が優先順位の高いところから順に設置される。●：停車、→：通過、◇：朝夕運行（臨時列車として昼間時間帯に運行する「こだま」もある）、★：どちらか運行
●：停車、□：一部の列車が停車、→：通過、◇：朝夕運行（臨時列車として昼間時間帯に運行する「こだま」もある）
●：停車、□：一部の列車が停車、→：通過、◇：朝夕運行（日中に運行する「こだま」も何本かある）
●：停車、□：一部の列車が停車、→：通過、◇：朝夕運行（昼間時間帯に運行する「こだま」も何本かある）
●：停車、□：一部の列車が停車、→：通過
●：停車、□：一部の列車が停車、→：通過
●：停車、□：一部の列車が停車、→：通過、◇：朝夕運行●：停車、■：一部の列車が通過、→：通過●：停車、■：一部の列車が通過、→：通過
●：停車、▼：この駅のうち1 - 2駅に停車、▲：この駅のどちらかに停車、→：通過、◆：臨時列車（定期列車として運行される時間帯もある）
●：停車、▼：この駅のうち1 - 2駅に停車、▲：この駅のどちらかに停車、→：通過、◆：臨時列車（定期列車として運行される時間帯もある）●：停車、■：一部の列車が通過、□：一部の列車が停車、→：通過
●：停車、▲：この駅のうち1駅に停車、▼：この駅のうち0 - 1駅に停車、→：通過、◆：臨時列車、◇：朝夕運行（昼でもひかりレールスターまたは500系ひかりの臨時列車が運行される場合がある）
●：停車、■：一部の列車が通過、▲：この駅のうち1駅に停車、▼：この駅のうち0 - 1駅に停車、→：通過、◆：臨時列車、◇：朝夕運行（昼でもひかりレールスターまたは500系ひかりの臨時列車が運行される場合がある）●：停車、▲：この駅のうち1駅に停車、▼：この駅のうち0 - 1駅に停車、→：通過、(N)：N700系、◆：臨時列車
●：停車、▲：この駅のうち1駅に停車、▼：この駅のうち0 - 1駅に停車、→：通過、(N)：N700系、◆：臨時列車●：停車、▲：この駅のうち1駅に停車、→ ：通過、(N)：N700系、◆：臨時列車（定期列車として運行される時間帯もある）
●：停車、▲：この駅のうち1駅に停車、→：通過、(N)：N700系、◆：臨時列車（定期列車として運行される時間帯もある）●：停車、▲：この駅のうち1駅に停車、→：通過、(N)：N700系、◆：臨時列車（定期列車として運行される時間帯もある）
●：停車、▲：この駅のうち1駅に停車、→：通過、(N)：N700系、◆：臨時列車（定期列車として運行される時間帯もある）●：停車、□：一部の列車が停車、▲：この駅のうち1駅（朝晩は一部2駅）に停車、→ ：通過、＝：他線回り、◆：臨時列車（定期列車として運行される時間帯もある）、★：どちらか運行（朝晩各2往復はみずほ、それ以外はさくら）、(N)：N700系車両で運行、■：一部は九州新幹線と接続。●：停車、□：一部の列車が停車、▲：この駅のうち1駅に停車、→：通過、＝：他線回り、◆：臨時列車（定期列車として運行される時間帯もある）、★：どちらか運行、(N)：N700系車両で運行、■：一部は九州新幹線と接続、※：日中の一部時間帯は臨時列車。●：停車、□：一部の列車が停車、▲：この駅のうち1駅に停車、→ ：通過、＝：他線回り、◆：臨時列車（定期列車として運行される時間帯もある）、★：どちらか運行、(N)：N700系車両で運行、■：一部は九州新幹線と接続、※：日中の一部時間帯は臨時列車。
臨時列車は「ひかり」「こだま」ともに400番台（一部は500番台）。
なお、博多南線のみを走る列車（2005年3月改正ダイヤでは上り3本のみ）は820号台が割り当てられている（列車番号は+2000される）。
列車番号は定期列車は基本的に号数+A、臨時列車は3000+号数+A、9000+号数+Aである。なお、博多南線のみを走る列車（2011年3月改正ダイヤでは下り2本、上り7本）は810 - 820号台が割り当てられている（列車番号は+2000される）。
列車番号は定期列車は基本的に号数+A（8両編成の「ひかり」は2000+号数+A）、臨時列車は3000+号数+A、9000+号数+Aである。