東鐵綫
東鐵綫（），前稱九廣東鐵（），是港鐵一條連接北區及油尖旺區的通勤鐵路綫，大致呈南北走向，由九廣鐵路公司擁有，以「服務經營權」方式授予港鐵公司營運，是香港最早通車的重型鐵路。在1910年至1996年期間，香港方面稱此路線為九廣鐵路－英段（，縮寫：），1910年至1949年期間，清廷和中華民國政府稱之為廣九鐵路－英段。
除本地客運外，東鐵綫乘客還可在羅湖站及落馬洲站過境前往深圳，是香港首條連接前往中國大陸口岸的鐵路，並且是唯一一條有城際直通車及本地客運列車同時行走的鐵路綫。
東鐵綫從九龍紅磡站開始，經過旺角和九龍塘後再穿越隧道途經新界東的新市鎮，最後到達位於香港與深圳交界的香港羅湖站與位於落馬洲河套區的落馬洲站，並且可以在羅湖站經羅湖橋與中國大陸的廣深鐵路連接，總長度約為41.5公里，共有14個車站，其中3個轉車站分別接駁觀塘綫（九龍塘站）、屯馬綫（紅磡站和大圍站）。目前除何文田公主道段、筆架山隧道、大埔滘段、落馬洲支線及興建中的過海延綫部份路段建於隧道內，所有車站及路段均建於地面及架空，目前車隊共有408個車廂，而本綫在路綫圖中以粉藍色代表。
九廣鐵路－英段時代的定位本為近郊鐵路，因沿綫的大型新市鎮相繼落成，客量大幅增加，在1990年代逐漸改變為區域鐵路，並翻新列車以迎合通勤化的需要，而1997年9月1日起開始凍結票價，直到2010年6月13日方進行加價。一直以來，絕大部份車程的票價比巴士便宜，雖然本地鐵路服務虧損嚴重，不過由於羅湖站的票價甚高，足可彌補前者的虧損。
新界東的快速公路網絡並不完善，於繁忙時間，獅子山隧道、上水至沙田之間的九號幹線以及窩打老道及公主道一帶時有擠塞，以致東鐵綫比巴士有明顯的時間優勢；只有途經城門隧道、大老山隧道、青沙公路等較鐵路直接的巴士路線可與東鐵綫競爭，故此本綫一向是沿綫新市鎮的主要交通工具。
東鐵綫在停止貨運業務前所提供的主要貨運業務有貨櫃運輸、一般貨運（平板拖卡）及牲口運輸，來往香港與中國大陸，最遠至烏魯木齊。在上水屠房運作以前，載著牲畜的列車（俗稱「豬車」，因運載的牲畜以豬隻為主）經過車站時留下的氣味是不少人的童年回憶。紅磡貨場設有國際郵件中心，處理來往中國大陸的平郵郵件。由於中港鐵路貨運在靈活性、時間及成本上遠不及水路和公路，從2000年代起，中港兩地的貨運量上升時，市場對中港鐵路貨運需求卻急劇下降。2009年10月29日，港鐵公司宣佈經仔細研究後，決定於數個月後停辦中港跨境貨運市場佔有率僅為0.08%的鐵路貨運業務。2010年6月15日，隨著最後一班北上郵政貨運列車由國際郵件中心開出，港鐵跨境貨運服務正式終止。
港鐵公司於2010年6月16日停辦鐵路貨運前，東鐵綫曾經是香港唯一有經營貨運業務的鐵路綫，廣深港高速鐵路香港段啟用前，本綫是香港唯一的城際客運鐵路綫。客運服務由紅磡站至羅湖站和落馬洲站，全長約41.5公里；而貨運服務當時由紅磡的貨場運送貨物來往中國各大城市。現時在香港境內，雖然港鐵公司仍然保留各車站貨場的使用權，可是現在只有羅湖編組站仍在運作。
因應2019冠狀病毒病疫情，香港賽馬會於2020年1月26日至10月18日期間暫停於賽馬日開放沙田馬場公眾席，故此馬場站亦暫停開放。另因香港特區政府於2月4日起暫時關閉羅湖及落馬洲管制站，東鐵綫於當日起只維持紅磡站至上水站之本地綫一般列車服務，另設穿梭列車往來上水站與羅湖站以接载持有羅湖特價證之羅湖居民，但不設過境前往中國內地以及城際直通車之服務。
為配合更換中期翻新列車，新列車在更換期間亦會同時行走，但因新舊列車車門位置不同，自2020年3月中上旬起，沿綫車站月台上均貼上9卡及12卡列車車門號碼標貼。
早於1864年，曾在英屬印度發展鐵路初期擔任重要角色的英國鐵路工程師麥當奴·史提芬遜，率先提出興建一條鐵路連接九龍及廣東的構思，可惜當時並未獲得北京的清政府及在香港的主要商家支持，有關建議一直被擱置。直到1890年代，香港與廣東的貿易，尤其是廣州的交流頻繁越趨，加上歐洲列強擴展在華的勢力，使這個構思再度重提。1898年英國從清政府手上租借新界的土地後，計劃才得到港府重視。該年，中英銀公司獲特許權，興建廣州至香港的鐵路。1899年，清政府與英國議定修建九廣鐵路，後因英國正應付第二次波耳戰爭而中斷，直至1905年9月，立法局正式落實興建九廣鐵路。當年九廣鐵路共有兩個走線方案：東行方案由尖沙咀向北開鑿畢架山隧道，沿沙田海、吐露港到達邊境；西行方案則由尖沙咀向西北而行，經過葵涌、荃灣和青山沿岸，北上至元朗到達邊境。最終，港府以造價較低（約44萬英鎊，較西行方案便宜約3萬英鎊），經濟效益更大和具有軍事價值為理由而採納前者。1906年，九廣鐵路－英段動工，華段則後於1908年動工。經中、英雙方商定，以羅湖橋中孔第二節為界，分為華、英兩段。英段由英方建造、管理及營運；而華段則是由中方建造、管理及營運。
1910年10月1日，九廣鐵路英段開通，由九廣鐵路局管理。通車時設有七個車站，分別為九龍臨時車站、紅磡臨時車站、油蔴地車站、沙田車站、大埔車站、粉嶺車站及羅湖臨時車站，全線為單線鐵路，除九龍臨時車站為單月台車站外，其餘車站均設有兩個月台。1911年10月8日，華段鐵路建成通車，九廣鐵路英段與華段連接並直通運行，是為廣九直通車，九廣鐵路北至廣九車站，羅湖臨時車站停用並拆卸。同年12月21日，沙頭角支線局部通車，粉嶺至石涌凹段啟用；支線亦於翌年4月1日全線通車。
九廣鐵路－英段原先在大埔墟設有旗站（即早期之訊號站），後於1913年改為正式車站，是為大埔墟車站。另外，尖沙咀的永久九龍總站於1914年3月1日動工，4月啟用車站月台，並於1916年3月28日全面啟用車站；九龍車站旁的尖沙咀鐘樓則於1921年3月22日下午正式開始運行。臨時紅磡車站則於1921年6月15日關閉，改建為編組站、調度場及修車廠。
早期行走九廣鐵路的列車由蒸汽機車牽引，直至1962年柴油機車全面取代蒸汽機車行走於九廣鐵路英段的線路上。因為九廣鐵路有相當長的時間使用這些機車行走，形象深刻，故香港市民口中仍習慣將其稱為「火車」，其車站稱為「火車站」，情況在老一輩香港人中尤為普遍。部份九巴路線目的地名稱曾使用「火車站」一詞，如「沙田火車站」、「旺角火車站」，至今仍然有部份小巴路線使用「火車站」一詞作目的地名稱。
1922年，香港海員大罷工。期間，不少工人離開香港，北上返回中國大陸。英政府於2月28日制定《緊急情況規例條例》，港督下令九廣鐵路停駛。1923年，再發生省港大罷工，直通車服務一度中斷，直至1927年才恢復。因沙頭角公路於1927年落成啟用，沙頭角支線客量大幅減少，終於1928年4月1日停辦，沿線大部分鐵路建築均完全拆卸，僅留下洪嶺車站未有拆卸。
1930年，中國第一次國共內戰爆發，直通車再度中斷運作。同年5月16日，上水車站啟用。1937年，中日戰爭爆發，中國駐軍在1938年10月底奉命炸毀石龍南鐵路大橋兩個橋墩以阻擋日軍南侵，廣九鐵路中斷。1941年12月8日，日本發動太平洋戰爭及入侵香港，駐港英軍在香港保衛戰期間為拖慢日軍入侵的進度，於是派皇家工兵自行破壞英段的鐵路設施，包括拆毀羅湖鐵路橋及以爆破堵塞筆架山隧道，阻止日軍利用鐵路。同年12月25日香港淪陷，日軍立即維修英段鐵路，於1942年4月完成基本的整修，使鐵路可投入軍事運輸用途，之後復辦來往香港至廣州的直通車。由於原屬英段的列車和設備被日軍運到中國大陸應用，到1945年8月香港重光時，英段只剩下2台機車和幾節車卡可以使用。
1937年5月1日，九廣鐵路局增設鐵路巴士服務，來往粉嶺站至大埔墟站，每日對開七班，供新界居民運送農產。該架鐵路巴士由兩架百福三噸貨車改裝而成，提供45個三等座位，並以六缸引擎驅動。該服務在戰時暫停，至戰後因該鐵路巴士依然倖存，因此恢復服務。鐵路局於1947年再度改裝一架鐵路巴士提供服務，至1961年結束。
香港重光後，英國皇家空軍負責修復鐵路，並修復在香港境內僅有的車卡及機車作權充使用。同年9月29日，英段鐵路恢復運作，皇家空軍於1946年5月1日將鐵路交回文職人員管理。其後，當局從英國訂購12輛Austerity 2-8-0蒸汽機車，這批機車在1948年抵港。
1949年，因中國國民黨在第二次國共內戰中失利，當年10月14日，中華人民共和國人民解放軍成功佔領廣州，隨後國民政府遷往台灣。而廣九直通車再次因政治原因停駛，九廣鐵路－英段改以羅湖車站為終點站。
1949年10月15日，和合石支線通車，每日由紅磡公眾殮房運送棺木到和合石墳場；和合石車站亦於1950年9月11日啟用。隨着棺木的運送逐漸由靈車取代，九鐵於1968年底停止運送棺木至和合石墳場，結束靈柩運送服務。和合石支線改於每年清明節和重陽節提供客運服務，以方便接載掃墓人士。
1955年9月2日，首部柴油機車投入服務。1956年4月26日，一列軍用蒸氣火車在紅磡車廠爆炸，促進了九廣鐵路柴油化的進程，直至1962年9月2日所有蒸汽火車由柴油機車取代。
1956年9月24日，馬料水車站啟用，並於1967年1月1日起，配合香港中文大學逐步落成而改名大學車站。除大學車站外，1960年代亦有另外兩個車站曾經改名：大埔車站改名為大埔滘車站，而油蔴地車站則改名為旺角車站。
在車務運作方面，九廣鐵路局於戰後的30餘年間，在英段鐵路持續增加列車的班次。1950年代，每日對開班次由10班車增至12班車，1960年代增至17班車，至1970年代末增至每日對開20班車，繁忙時間每30分鐘一班。
隨著政府於1970年代，在鐵路沿線興建新市鎮，使九廣鐵路有機會再次被發展。
1973年，九廣鐵路－英段開展雙軌電氣化工程。由於位於尖沙咀的九龍總站的總站面積太小，而且周圍沒有可以發展空間，九廣鐵路於1975年11月30日，將九龍總站遷至位於紅磡填海區的新車站後停用並進行拆卸，而舊有的車站大樓隨即拆卸，只剩下鐘樓作為歷史遺跡，原址成為香港文化中心。
隨之而來的是一連串的大改革。至1976年，九廣鐵路局委聘了一間顧問公司，研究為九廣鐵路作出改良及擴展的可行性，並先在新九龍總站至沙田車站之間開展雙軌化工程。1978年1月，相關顧問再建議九鐵在雙軌化同時，亦進行電氣化工程（此項工程採用英國標準的25千伏交流電，而此標準也為國際長途鐵路所常用）。其後，九廣鐵路全面現代化及電氣化計劃獲得政府通過批准，工程包括全線雙軌化及安裝高架電纜，在九龍和沙田間興建筆架山隧道隧道取代舊有的煙墩山隧道。除大學站和大埔墟站之間的大埔滘隧道（原來隧道成為南行線，並在其稍南位置加建北行線隧道）外，沿線其他隧道均被夷平以容納雙軌鐵路。而同時亦興建九龍塘站，以便作為連接1979年通車的地下鐵路（後稱地鐵）的轉車站。所有的車站均需要重建或遷移，以配合現代化及電氣化計劃需要。另外，為了籌募資金作電氣化雙軌工程，九鐵亦參考地鐵上蓋開發的經驗，於1979年以「實益擁有權出讓」方式，批出何東樓車廠南廠上蓋發展權（即銀禧花園）。
1978年10月7日，馬場車站與沙田馬場同步啟用。1979年4月4日，停駛30年的廣九直通車重新開通。1980年8月16日，旺角臨時車站啟用，原有旺角車站原址改建。1981年4月26日，新筆架山隧道啟用，舊的筆架山隧道（煙墩山隧道）停用，改為供水隧道。次日，九龍車站至沙田車站開始雙軌行車。1982年4月30日，重建後的沙田車站啟用。1982年5月3日，重建後的旺角車站啟用，旺角臨時車站關閉；翌日九龍塘車站啟用，成為九廣鐵路－英段與地鐵觀塘綫的轉車站。5月6日，九龍總站至沙田車站電氣化完成，俗稱黃頭的英國都城嘉慕製電動列車組投入服務。
1982年11月1日，羅湖臨時車站啟用，原有車站重建。1983年2月1日，九廣鐵路－英段的營運由九廣鐵路局交予新成立的九廣鐵路公司。同年4月7日新建大埔墟車站取代舊站。4月10日，和合石支線停辦，和合石車站關閉並拆卸。4月26日完成重建大學車站。5月2日，大埔滘車站停用，電氣化路段延長至大埔墟。5月12日和6月1日分別完成重建粉嶺車站和上水車站；舊大埔墟車站則改建為香港鐵路博物館，該博物館於1985年12月20日開放。7月15日，大埔墟車站至羅湖車站之間電氣化，至此全線電氣化完成。7月23日，柴油列車最後一次開出，自此九廣鐵路本地客運全面電氣化，九廣鐵路英段進入電氣化火車年代。
隨後九廣鐵路又新增和重建了一些車站，臨時大圍車站於1983年8月15日啟用，火炭車站於1985年2月15日啟用，馬場站於1985年10月1日重建完成。羅湖站於1987年1月15日完成重建，太和車站於1989年5月9日增設。
1988年6月4日，一列火車在白石角出軌。此事促成了白石角軌道拉直工程。最終該工程於1995年12月24日完成，新軌道與吐露港公路並排，以節省行車時間及減少意外發生。
1993年，九廣鐵路公司更換所有車站的指示牌，一直使用至2008年。同年加設錄音廣播。
1996年，九廣鐵路公司為了清楚劃分現有的九廣鐵路及準備興建的西部鐵路走廊，將九廣鐵路－英段易名為九廣東鐵，坊間簡稱為東鐵；而新建的西部走廊則命名為九廣西鐵。九龍車站亦同步改名為紅磡車站。
1997至1999年間，九廣東鐵使用的英國製都城嘉慕電氣化列車組陸續進行翻新，翻新後稱為中期翻新列車（，常簡稱）。全線電氣化的九廣鐵路每日乘客量，由1986年的313,000人次增至1992年的526,000人次，增幅達68%。另一邊廂，1990年代初期至1998年5月大欖隧道通車前，是為屯門公路塞車最嚴重的時期，有部份元朗當年新入伙不久的天水圍居民為免受屯門公路塞車之苦，大多會選乘巴士到上水車站轉乘東鐵出市區，令該時間乘客量持續高企。基於乘客量大幅增長，九鐵公司購入96節新車廂在1991年運抵後，全線劃一使用12卡車行駛，載客量增至38%，列車車廂總數為351節。
在1994年發佈的《鐵路發展策略》中，將興建尖沙咀支線和馬鞍山鐵路列為優先計劃，一同定位為九廣東鐵的支線。2001年，兩條支線同時展開工程，同年9月4日，九廣鐵路引入日本近畿川崎製列車供東鐵運行，並同步引入該列車於西鐵以及馬鞍山鐵路運行。此外，在《鐵路發展策略2000》中，提出興建北環綫，但因羅湖邊境管制站出現嚴重擁塞，政府決定在興建北環綫前興建落馬洲支線以應付跨境客運量，項目於2003年動工。
2004年10月24日，尖沙咀支線通車，九廣東鐵延伸至尖東站，亦是時隔29年，東鐵重回尖沙咀。馬鞍山鐵路亦於同年12月21日通車，大圍車站成為轉線站。2007年8月15日，落馬洲支線通車，連接到落馬洲管制站及深圳福田口岸。同時，支線亦預留位置，以便日後興建連接北環綫的古洞站。
2007年12月2日，九廣鐵路營運併入地鐵系統成為港鐵系統，九廣東鐵更名東鐵綫，旺角車站為免於旺角站重名也改名旺角東站。2009年1月1日起，東鐵綫取消行李托運服務。隨着2009年8月15日九龍南綫通車，尖沙咀支綫改劃入西鐵綫（合併後的九廣西鐵），東鐵綫總站再度返回紅磡。
2010年6月15日，東鐵綫最後一班郵政貨運列車由國際郵件中心開出，港鐵停止貨運列車的運行。
九廣鐵路公司原先規劃沙田至中環綫（沙中綫）時，是以馬鞍山鐵路延伸至九龍城及港島，但2004年修改興建方案，沙中綫不再過海並分拆為東西走廊及南北走廊項目，大圍至紅磡段劃入東西走廊，而過海段則劃為九廣東鐵延伸成為南北走廊。過海段計劃增設會展站，並於金鐘站與地鐵系統交匯，是為第四條過海鐵路。兩鐵合併後，港鐵公司沿用九鐵公司2004年的方案，沙中綫項目於2012年6月22日動工。項目中曾稱為南北走廊（）及南北綫（），但最終未有使用此名，僅稱為東鐵綫過海延伸後維持原稱。東鐵綫過海段原本可望於2021年通車，但沙中綫工程因爆出偷工減料醜聞，通車日期被延遲到2022年6月-7月。2020年2月4日，因應2019冠狀病毒病疫情擴散，羅湖站、落馬洲站及馬場站關閉，城際直通車亦停駛。
因應東鐵綫過海段的地理環境限制，未能在港島的新車站興建可容納12卡列車的月台，東鐵綫亦需更換訊號系統。東鐵綫原定於2020年9月12日啟用新訊號系統及引入新9卡編組的韓國製現代列車，但在啟用前夕宣佈因測試新訊號系統期間發現重複設定行車路線問題，有可能導致列車走錯路，決定押後啟用。最終，東鐵綫在2021年2月6日啟用新訊號系統及新現代列車，同日起近畿川崎列車不再運行於東鐵綫，並逐步在改裝後調往西鐵綫。中期翻新列車亦於引入新現代列車運行東鐵綫起逐步淘汰。
由於紅磡站舊有地面月台設計限制，西鐵綫月台未能接駁屯馬綫新建路段，而東鐵綫亦無法從現有月台延伸過海，故沙中綫工程中紅磡站需建造新的車站結構及月台。然而，新建月台鬧出剪短鋼筋風波，最壞情況或須拆毀原本即將完工的月台重建，但最終檢驗後決定無需拆卸重建。2021年1月起，為進行過海段路軌接駁工程，會在十個指定週日暫停紅磡站與旺角東站之間的列車服務，至2021年10月已完成6次工程。在屯馬綫通車前一週的2021年6月20日，西鐵綫改用屯馬綫新月台，乘客不能再跨月台轉乘東鐵綫及西鐵綫或屯馬綫。當日起，西鐵綫的舊2、3號月台停用，加建臨時連接行人橋連接東鐵綫的1、4號月台。在完成更換車隊，全面改行9卡編組列車後，東鐵綫將可改用新建地底月台。
東鐵綫過海段已於2022年2月1日完工並交付車務部，以進行全-{面}-試營運，並預計於同年6至7月通車。在2021年以前，東鐵綫的信号系统为阿尔斯通TBL。其为准移动闭塞制式，使用直流轨道电路定位列车，部分区间叠加将轨道电路的细分为更小的轨道区段，由应答器点式传输ATP信息，实现目标-距离式（）控车；轨旁设置色灯信号机。所有联锁皆为SSI微机联锁，设于火炭铁路大楼内；列车停站时通过接收环路（）向联锁发送信息，实现进路自动排列。
自2021年起，東鐵綫信号系统升级为西门子Trainguard MT通信式列车控制系统。该系统使用校正列车位置，通过wifi连续地传送ATP信息，实现移动闭塞。同时采用西门子CBI微机联锁系统和Clearguard TCM 100音频无绝缘轨道电路代替既有设备，保留信号机等轨旁设备。新系统调试及新老系统割接作业原定于2019年内完成，然而受香港示威影响，部分轨旁通信线遭破坏需要修复，新系统启用的日期被推迟至2020年。而在新系統2020年9月12日啟用前一日，由於技術問題需時修正，導致新訊號系統第二次延遲啟用。直至2021年2月6日，東鐵綫才成功啟用新信號系統。
東鐵綫主要以本地客運服務為主，服務範圍包括元朗區、北區、大埔區、沙田區、九龍城區、深水埗區及油尖旺區。東鐵綫同時亦有罗湖站和落马洲站兩個過境車站前往深圳。雖然車費十分高昂，而前往落馬洲站則只有採用較迂迴的路線才可繳付較低車費。但由於两站分别直接連接深圳市罗湖区和福田区这两个深圳核心地區，因此依然有不少乘客會搭乘東鐵綫過境前往深圳。目前東鐵綫北行主要以兩班往羅湖列車加一班往落馬洲的列車之方式運作。2013年4月20日起，港鐵加密東鐵綫逢周末中午的班次，以紓緩擠迫的情況。目前因为2019冠状病毒病疫情，罗湖口岸和福田口岸均于2020年2月4日暂时关闭，落马洲站亦同时关闭；而罗湖站虽然并未关闭，但目前只限持有边境禁区通行证或获警务处批准人士使用。港鐵同时會在羅湖站至上水站提供每半小時一班的穿梭列車服務，以便持「羅湖特價證」之羅湖邊境居民通勤。2020年3月21日至4月19日，10月10日至11月15日及2021年3月20日至4月18日期間，羅湖站至羅湖道的邊境禁區局部開放，以便掃墓人士往來沙嶺墳場。
為協助東鐵綫的乘客更便捷地使用鐵路服務，港鐵公司於在羅湖站抵港大堂、落馬洲站抵港大堂及大圍站2號月台通道入口增設乘客資訊顯示螢幕，讓乘客得悉東鐵綫下班往紅磡方向列車的抵站時間；此外，港鐵公司亦於在紅磡站C出口大堂、紅磡站中層大堂及上水站C出口增設乘客資訊顯示螢幕，讓乘客得悉東鐵綫下班往羅湖及落馬洲方向列車的抵站時間。
東鐵綫繁忙時間平均每2.7分鐘一班車，非繁忙時間以及深夜時段亦維持約3至12分鐘一班。 由於路綫較長，加上有不少車站有大量乘客，東鐵綫每日均有短程班次（即不行走全程的列車），由於只有部份車站設有三個或以上的月台，並非所有車站均能作為此類列車開車或終點車站，因此只設有以下主要路線：
受2019冠狀病毒病疫情致乘客量下跌影響，由2020年2月29日起，星期六早上繁忙時間所有列車均往來紅磡站至上水站。
在沙田馬場舉行賽馬日、進行雙邊投注賽事或有特別活動時，東鐵綫會有特別班次途經馬場站，主要路線如下︰
港鐵公司、中國鐵路廣州局集團、中國鐵路上海局集團聯合營運來往香港紅磡站至廣州、上海及北京的城際客運列車服務。通常直通車會全程使用本綫的正線（羅湖-火炭-紅磡），並在整段九廣鐵路（廣深鐵路及東鐵綫）上以指定十輛韶山8型電力機車（廣鐵）或Lok 2000型電力機車（港鐵）牽引。
港鐵接駁巴士主要為東鐵綫乘客提供的接駁巴士服務，方便乘客以八達通免費乘搭接駁巴士。
自蒸汽火車時代開始，九廣鐵路就分為不同的車廂等級，當時分為一等、二等及三等車廂，後來當時的九廣鐵路局將二三等車廂合併為普通等車廂，到電氣化火車投入服務，這種傳統仍維持，但是就簡化為普通等和頭等。曾於東鐵綫行走的SP1900型列車，以及現行的中期翻新列車與現代Rotem電動列車也設有頭等。
乘坐東鐵綫頭等車廂的乘客（往羅湖／落馬洲方向設於第4卡，往紅磡方向設於第9卡（12卡列車）／第6卡（9卡列車））必須取得頭等確認並付頭等額外車資（於出閘時自動扣除），否則須一律繳交附加費HK$500。
由於列車設計問題，頭等車廂把兩側的普通等車廂分隔。很多普通等乘客為了來往兩邊的普通等車廂，經過頭等車廂及兩側掩門前往，造成滋擾，而且有不少乘客非法乘坐頭等，於是由2004年8月1日起將頭等車廂掩門使用電磁鐵鎖上（2021年2月起投入服務的現代Rotem電動列車，其頭等車廂掩門改用自動門）。乘客如須在普通等打開掩門，必須取得頭等確認。
八達通是香港的一種電子貨幣收費系統，內置晶片，使用時把卡片放在接收器上即能完成付款過程。
港鐵採用綜合收費系統。乘客如乘搭超過一程車，多數情況下都只需付出車費最高的一程車資，其前後的各一程車都被視為接駁用途（需符合如車費上限及時間的限制） ，不另收費。
注意事項：出閘或入閘後一分鐘後方可再次使用
單程票是附有晶片只可以在購買當天作一次性使用車票，於入閘前先行購買。車站設有自動售賣機售賣。單程車票分為普通等及頭等作乘坐不同種別車廂用，乘客不可預先多購一張車票作當日回程之用。
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上水／烏溪沙－尖東全月通加強版使用者可以無限次乘搭東鐵綫上水至紅磡各站普通等（馬場站、羅湖站及落馬洲站除外）、屯馬綫烏溪沙至尖東站；亦可免費轉乘港鐵接駁巴士K12（星期日及公共假期除外）、K14、K17、K18；使用該月票往來非指定車站之連接車程可享額外正價車費75折優惠（馬場站、羅湖站或落馬洲站除外）。若使用該月票往／返馬場站、羅湖站或落馬洲站會被扣除全程正價車資。除指定路綫外，全月通不可享有其他接駁服務的轉乘優惠。
「上水／烏溪沙－尖東全月通加強版」現時售價為HK$485（優惠價是HK$400）。
這是九鐵公司推出與海洋公園合作的套票，包括海洋公園即日日間門票、穿梭巴士券2張及九鐵本地線乘車證或九鐵羅湖線乘車證，售價為港幣109—258元，另設淨交通套票（即不包括海洋公園日間門票），售價為港幣25至70元，由於反應良好，2007年初，九鐵把與海洋公園合作的套票推廣活動改為長期計劃。
兩鐵合併後，港鐵公司暫時保留了此套票推廣活動，並推出新界全日通或過境來回票。但是其後由於票務系統技術問題，過境來回票將會擴展適用範圍及新界全日通最後被遊客全日通取代，因此推廣期至2008年8月31日止。
為前往落馬洲站過境乘客而設，推出的目的是刺激自落馬洲支線通車後利用客低迷的情況。若於羅湖站或馬鞍山綫沿綫各站（不包括大圍站）出閘，會被當作無票乘車；而乘搭東鐵綫往返尖東至上水之間各站，會被當作往返落馬洲站車程。 「落馬洲週票」售價為港幣240元。
優惠期由2007年11月4日至2008年7月26日期間的優惠車票，於各東鐵綫沿綫各站（羅湖站、馬場站及馬鞍山綫沿綫各站除外）客務中心發售。適用於指定星期日起7天內（有關日期列印於車票上）乘搭東鐵綫紅磡至上水各站往返落馬洲站普通等車程12次。
現時東鐵綫共使用36列列車行駛，車型分佈如下： 港鐵東鐵綫現代列車每列有9卡車廂，當中包括一卡頭等車廂及兩卡靜音車廂；港鐵中期翻新列車每列有12卡車廂，當中包括一卡頭等車廂及三卡靜音車廂。
為配合東鐵綫將來與沙中綫過海段組成南北走廊帶來的新增乘客量和長遠營運需求，港鐵已經為東鐵綫購置這新型號列車。日後本綫會陸續採用此列車行走，每列列車有9卡車廂，當中包括一卡頭等車廂，動力車廂和拖卡比例為6:3。車廂改用城市軌道交通系統（即市區綫規格），而非通勤鐵路列車的座位佈局。由於需要配合更新訊號系統，以及因應列車編組較現時列車為少，因此這款列車原計劃在2019年1月1日才開始在東鐵綫全面試車，以逐步取代12卡列車。之後因2019年3月發生港鐵中環站列車相撞事故，港鐵即時停止試車以作全面安全審視。到2020年8月，港鐵曾經表示6部新9卡韓製列車會在9月12日起陸續投入服務。不過到9月11日傍晚，卻以新訊號系統有機會有重複設定訊號為由，突然煞停計劃。而港鐵稱於2020年5月已經發現相關問題，但未有交代為何相隔4個月才公布。 東鐵綫與屯馬綫共有28部工程列車，當中5部曾用作貨運服務的機-{}-車，鐵路貨運停辦後就用作牽引工程列車，分別如下： 東鐵綫自1910年通車以來就是新界東往返市區的主要途徑，其北端的羅湖站和落馬洲站是連接中國內地的兩個主要陸路口岸，南端的紅磡站為城際直通車的總站，加上沿綫設有不少大型購物商場、文娛體育場館、著名旅遊景點、住宅以及多所大學，更因歷史因素使東鐵綫的車費（除往來羅湖站、落馬洲站和馬場站）較其他同區巴士路線廉宜，所以一直擁有非常龐大的本地居民及內地訪港旅客的乘客量。
在屯馬綫一期（大圍至啟德段）通車前，本綫是唯一能直接轉乘馬鞍山綫的港鐵路綫，大量馬鞍山綫乘客都會到大圍站轉乘東鐵綫前往九龍。此等轉車人流在上述路段通車後依然高企。在部分車站，尤其是作為觀塘綫轉乘站的九龍塘站和跟馬鞍山綫連接的大圍站，經常出現極度擠迫的情況。而且，東鐵綫亦吸引了不少水貨客、跨境學童、中國大陸旅客（本綫能連接福田口岸和羅湖口岸）和馬迷（馬場站在沙田馬場有賽馬賽事時或進行雙邊投注時會開放）等區外甚至境外居民乘搭，增加本綫乘客量。
而在往返市區和新界西北的交通網絡尚未發達時，部分為避開屯門公路的擠塞情況而選擇乘搭其他交通工具到上水站經本綫前往市區的天水圍和元朗居民亦曾為本綫一大重要客源。另外自近年起本綫事故頻生，加上巴士公司亦積極開辦和加密往返新界東至市區的特快巴士線，讓不少沿綫居民並開始放棄乘搭本綫而改搭巴士，東鐵綫的乘客量隨之出現輕微下跌。但由於獅子山隧道、大老山隧道、大埔公路沙田段及吐露港公路等路面交通幹道經常在繁忙時間出現擠塞，而青沙公路的交通配套尚未完善，因此現時東鐵綫仍為往返新界東及九龍最快捷、方便、直接的路綫。
目前新界東人口仍然處於增長期（香港政府已啟動古洞北及粉嶺北新市鎮發展計劃，而北區、大埔區和沙田區亦有大量新建公營房屋即將落成），再加上自由行政策開放後大量使用羅湖口岸及落馬洲口岸入境的內地旅客使用東鐵綫進入香港市區，故本綫的擠迫情況依舊十分嚴重。
到2020年1月農曆新年過後受2019冠狀病毒病疫情影響，政府停止邊境禁區的車站出入境服務，加上政府及部分企業先後採取在家工作安排，學校停課，市民減少外出，因此疫情期間本綫客流量在失去過境客及本地通勤客量情況下有所下降，非繁忙時間及星期日及公眾假期的班次明顯減少。不過到2021年2月6日，港鐵宣布9卡新列車投入服務後，在平日早上非繁忙時間，有乘客表示原本不用等車，現在卻要等一至兩班，擔心疫情過後情況會更差。
此外，由於東鐵綫大部分路段屬於露天路段，故每逢惡劣遇上天氣如熱帶氣旋影響本港時，本綫路段容易因露天電纜損毁、山泥傾瀉、塌樹等各種原因導致不能提供完整服務。當惡劣天氣過去時，本綫服務往往因工作人員仍在進行搶修而未能恢復正常，往往出現本綫車廂和沿綫的車站月台和大堂甚至站外逼滿乘客的現象。
在2012年，東鐵綫每日平均乘客量為1,022,000人次，當中有240,000人次往來羅湖站，另有60,000人次往來落馬洲站，而繁忙時間平均載客率達71%。比起2008年，繁忙時間平均載客率上升了8%。
根據港鐵向香港立法會提交的文件披露，本綫最繁忙時段載客率在2014年和2015年分別為100%及93%，2016年同樣為93%（以車廂每平方米站立4人計算），最繁忙路段在九龍塘站至大圍站之間。
1923年6月14日早上11時15分，一列由1號機車牽引的南行列車，駛至馬料水時遇上山泥傾瀉，機車及頭節車廂遭推撞至掉落路基之下，第二節車廂亦因而出軌，幸無人受傷。由於電話線損毀，有關當局於一段時間後才知悉此意外發生。附近一段長200碼的大埔道亦遭泥石所埋，不能通行。1號機車事後獲修復並重投服務，但是一號機車在1931年4月20日下午再次發生同一事故，新界中部天氣惡劣，17時前後，豪雨更引致22號橋（現大學站南面）旁的溪澗決堤，將22號橋和3號隧道之間的路基沖毀。約17時10分，原定16時39分由深圳站（即現時的羅湖站）開往九龍的第19次列車駛至，受損的路基因不勝負荷而塌陷，導致機車及頭4節客車車廂出軌並掉落20呎高的路基之下。由於衝力甚大，第3及4節車廂更互相套入。事發後，鐵路局、警務處、消防隊均立即派員進行拯救，附近居民亦紛紛趕至協助，但由於地點偏僻、缺乏合適工具而且天氣惡劣，工作十分艱巨。其中兩名困於第4節車廂內的少年，須經截肢，方於兩日後脫險。在附近居住的一位洋人醫生，於駕車往協助救援時，亦連人帶車掉進天雨造成的坑洞內，幸未有受傷。意外共造成12人死亡，是香港境內死亡人數最多的鐵路事故。肇事的1號蒸汽機車因意外而報廢。由於惡劣天氣引致鐵路多處損毀，鐵路服務最終於6月方能恢愎。
1976年8月24日，熱帶風暴艾倫襲港，帶來連場豪雨。8月25日早上8時25分，上游城門水塘溢出的洪水夾集著沙石，將橫跨城門河的11號橋橋墩沖毀，一隊鐵路職工剛巧路過，即時通報上級，將鐵路封閉。封閉期間，鐵路分為紅磡至大圍、沙田至羅湖兩段，之間乘客需靠巴士接駁，當局在大圍搭建臨時車站，是為第一代的大圍站，而大圍站後來於1986年正式投入服務。貨運方面，牲口轉往和合石站，蔬菜及雞蛋轉往粉嶺站，其他貨車則分別轉往何東樓車廠或大埔滘站。當時香港依賴鐵路從中國大陸進口糧食，當局對此極為關注，港督亦有親臨現場視察。工務局在駐港英軍協助下，在40天內重建11號橋，鐵路服務終於10月4日回復正常。
1981年夏季的某日，九廣鐵路（英段）近大埔滘站約50米處有一段路軌疑因天氣炎熱膨脹導致折曲，而一列滿載乘客由羅湖開出的列車在行駛至上述路段時停下，列車司機表示看見前方路軌有明顯的折曲，故此把列車停下，假如繼續駛過，恐怕有意外發生。記者現場所見，兩條鐵軌在沿途一直是平行，直至一個接駁口時凸出了約12吋之多，而下面的枕木亦移入了約3吋之多。近2小時後，鐵路局一位工程督察和十多名工人到場視察後，認為要移動另一節車軌，遷就車軌彎曲度才能行車。經過了大約半小時後，列車才恢復通行，但已阻延了3個小時。鐵路局發言人指，通常路軌折曲原因有多種，但這次主要是因天氣酷熱引致路軌膨脹而折曲，將來鐵路電氣化，新鋪設的路軌將能抵受高熱，相信屆時就不會有這種事情發生。
1984年11月25日早上8時50分，一列由紅磡駛往上水的九廣鐵路（英段）本地線列車，到達上水站落客後，列車需駛入中線路軌，以便調頭後再駛入南行月台往紅磡。當列車在駛至分岐口，轉轍器沒有將列車引入中線路軌，列車因而駛入安全側線。因超速行駛，列車收掣不及，撞上止衝擋，第一卡因撞擊斷開兩截，凌空彈起再壓斷一條電纜柱，然後翻側，斷開的後半截車卡壓著橫放了包括車頭的前半截車卡。當時車上有兩名職員，於車頭的車長及時逃生，僅受輕傷，司機則在列車另一端，未有受傷。肇事的車卡（E45組的234和235號車卡）事後報廢，而E45組餘下完好的233號車卡則在數年後代替在何東樓車廠內撞毀屬於E58組的原272號車卡，成為今天的458號車卡，而舊有272號車卡亦報銷。
1988年6月4日14時許，一列九廣鐵路（英段）南行貨運列車在大學站以北（白石角附近，現時為優景里）出軌，列車服務因而暫停至第二天上午10：40分恢復。期間東鐵服務中斷一整日。九鐵方面派出接駁巴士疏導乘客，但場面混亂。例如在沙田站，晚上大批乘客爭先恐後登上接駁巴士，有人甚至爬窗進入。出事地點本來是一急彎，鐵路公司於1995年9月24日凌晨，利用收車時間拉直路段，使之與吐露港公路平衡，行車時間得以縮減一分鐘，工程耗資6,500萬元。舊彎位現在是香港教育大學運動場及香港中文大學賽馬會研究生宿舍二及三座連未撥用土地。
1991年6月18日約晨早8時45分，大學站以北（白石角貼近中文大學）路段的電纜嚴重折斷。一列九廣鐵路（英段）本地線北行列車剛巧駛經，由於車速甚高，而電纜被列車的集電弓勾著拖行，近1公里長的電纜遭扯脫。大埔墟站和火炭站之間的列車服務因而暫停。九鐵公司派出接駁巴士來往沙田站及大埔墟站，但乘客爭先恐後上車，情況混亂。受影響乘客近25萬人，事件也暴露政府部門和運輸業不協調。為確保安全，九鐵事後決定將該段鐵路拉直，並於1995年完成改線工程。
1996年8月下午5時50分，上水站列車信號系統控制室因電路板燒毀，導致電腦信號系統失靈，太和站至羅湖站列車服務停頓25分鐘，東鐵提供接駁巴士接載乘客往返太和及上水。工程人員估計系統故障可能是受控制室外銅製電線被雷電擊中有關。到晚上7時全綫服務才恢復正常，約有一萬人受影響。九鐵事後決定把銅製電纜更換成光纖電纜，但新的光纖系統需要到1998年底才投入使用。
1999年12月23日，晚上11時，一個位於距離羅湖站2公里的架空電纜絕緣體斷裂，令電纜鬆弛，導致一列北行電氣化火車在羅湖站前兩公里「死火」，4000名乘客被困羅湖及上水站之間，過境關卡亦要延遲近3小時才關閉，以疏導人潮，羅湖列車服務受阻逾兩個半鐘。事發後個半小時，東鐵亦安排了6輛接駁巴士，往羅湖站疏導乘客，但為避免乘客爭相上巴士，引起場面混亂，故最後東鐵只安排一列無載客的列車，往羅湖一次過接載乘客往市區，故接駁巴士並未派用場。
2005年12月21日，東鐵一列南行往尖東列車駛至火炭站時，車底的冷氣壓縮器支架鬆脫，九鐵其後檢查全列車的116個壓縮器，共發現9個壓縮器支架出現裂紋，但無向政府匯報。九鐵於事件在2006年1月嚗光後已為所有壓縮器加上尼龍索帶及U形托架承託以防止鬆脫，由於事出突然，故加上的都是彩色尼龍索帶，被傳媒和乘客覺得列車「好化學」（意即容易破爛）的笑柄。但其後再發現有80個車底部件有裂紋。經過初步調查之後發現，東鐵列車在2003年改用自動列車運轉裝置（TBL 2 ATO，以比利時TBL訊號系統為基礎）後，對列車組件增加達1倍的壓力。而且部分焊接位焊接不妥，要剷走油漬才發現裂紋。另外，車輪與路軌的接口並非完全吻合而產生震動，令列車懸掛系統可能產生裂紋。九鐵主席田北辰於2006年1月14日表示，管理局將每晚開會，確保東鐵可以安全行駛後才會開車，並承諾如再有主要組件或其綑綁的尼龍索帶鬆脫，九鐵將即時決定東鐵全線停駛。最後，九鐵於2006年1月15日獲政府批准，使東鐵改以人手操作，但東鐵由羅湖至尖東的行車時間會增加1.5分鐘，而早上繁忙時間的班次將由每小時24班減至23班，其後更一度減到每小時21班。經過深入的徹底調查，九鐵確定列車自動操作系統並非導致出現裂紋的直接因素，並於2006年8月6日獲政府批准，恢復東鐵以自動操作系統運作。
2010年1月21日晚上7時20分，東鐵綫於晚上繁忙時段因車務控制中心故障，一度全綫停駛約一小時，逾萬乘客受影響。港鐵車務主管蔡德贊向受影響乘客致歉。他解釋故障是因為數據傳送網絡出問題，不能發揮控制中心的功能，港鐵基於安全考慮，決定全綫停駛以便工程人員檢查。對於為何要花長達1小時處理故障，蔡稱是因需時重新啟動，至於傳送網絡具體究竟出現什麼問題，則需詳細調查。故障期間有不少乘客批評接駁巴士不足，要等近45分鐘才出現。晚上8時20分，工程人員完成維修工作，全綫服務陸續恢復正常。
2012年7月23日晚上11時，因颱風韋森特襲港，大埔墟站附近有大樹倒塌，導致電力故障，再加上其他路段亦出現跳電情況，引致東鐵綫全綫暫停服務，共有8列東鐵綫列車受影響。超過一千名乘客受事件影響，被迫在車站大堂過夜。港鐵表示進行搶修關係，未能提供接駁巴士服務，又表示基於安全考慮，未能讓乘客落車。港鐵表示，東鐵綫列車服務在凌晨2時44分回復正常，但由於凌晨列車服務已停止，加上要進行維修工程，不能再發車接載滯留的乘客。逾千名乘客半夜被迫滯留在沙田、大圍等車站，用港鐵提供的紙皮席地而睡，部分則坐在樓梯上休息和打機消磨。
直至2012年7月24日早上7時半，經搶修後，東鐵綫全綫恢復通車。但在早上10點過後，8號風球除下，大批市民出門上班，港鐵觀塘綫九龍塘站往油麻地方向的月台上，非常擠迫，一般要等3班車才上到車。港鐵要實施人流管制措施，乘客鼓噪。
港鐵車務營運總管劉天成表示，解釋因天氣惡劣影響，東鐵綫列車服務在凌晨2時44分回復正常，但由於凌晨列車服務已停止，加上要進行維修工程，不能再發車接載滯留的乘客。港鐵亦強調，有廣播通知乘客，並已開放車站給乘客休息，並提供水和洗手間設備。拒絕向受影響的乘客道歉。
原立法會議員鄭家富批評港鐵應變手法差劣，過去立法會曾多次討論港鐵在緊急事故提供接駁巴士的安排，但今次事件反映港鐵仍然準備不足。他敦促港鐵檢討事件，並加快在東鐵綫沿綫加裝屏障，防止因塌樹損毀電力系統。 不過鄭家富的言論令港鐵工會不滿，指港鐵員工通宵加班照顧乘客。對港鐵職員不公平。
2014年2月9日及18日的十天內，東鐵綫分別於大學站及粉嶺站發生兩宗故障，均造成北區大癱瘓。港鐵車務總監金澤培對事件深表致歉，他指兩次事故損壞的絕緣體，與大學站電纜故障的絕緣體屬同一批次，經調查證實有關絕緣體質素欠佳，令絕緣功能減弱，增加內部短路機會，港鐵會於十天內為所有問題絕緣體，進行全面更換。
2014年4月下旬至5月上旬之間，東鐵綫出現多次故障。
2018年1月11日上午9時25分，由於負責控制東鐵綫TBL 2信號系統的伺服器運作不暢順，轉換使用AWS後備系統，以及由工程人員改用人手操作重新啟動伺服器，但仍不成功。為進行跟進修復，控制中心宣佈暫停東鐵綫全綫列車服務，包括城際直通車也停駛。港鐵向運輸署通報事件及安排了接駁巴士疏導受影響乘客，惟指示不清析引起混亂。服務癱瘓兩小時後在上午11時半才陸續恢復正常。港鐵就東鐵綫事故對乘客造成影響致歉，表示會深入調查事故原因，以及會在收車後將進行深入檢查。及後，港鐵調查發現此次故障源於訊號系統發出有問題指令，估計屬軟件運作有問題，已要求承辦商加強系統軟件穩定性和盡快完成新軟件測試，不過新軟件最快要1至2個月後才可投入應用。
全綫停駛期間，有3名乘客不滿被困車廂良久但得不到任何救援分別在粉嶺站和火炭站打開車門下車沿路軌離開，隨後職員協助他們從路軌返回月台。港鐵車務營運總管李聖基事後向傳媒表示，有關行為「很危險」。鐵路車務員工協會指有關行為不正確，可能會使故障事件雪上加霜，例如職員須額外時間查找已拉下的開門掣及確保路軌無人才能再讓列車開行，乘客更有可能因濫用車門設施而觸犯《香港鐵路附例》。然而2017年4月觀塘綫故障時港鐵卻打開緊急逃生門安排乘客由路軌疏散。
2019年9月17日早上8時半，東鐵綫一列港鐵中期翻新列車（E21/E81編組）從旺角東站以時速約30公里駛入紅磡站1號月台期間突然出軌，導致第4、第5及第6卡車廂（613、213、513）偏離路軌，以及第4至第5卡（613、213）車廂之間接駁位斷開，部分車廂的車門因列車脫軌衝力而飛脫，繼1994年後第二宗港鐵載客列車出軌嚴重事故；事故造成8人受傷。受事故影響，東鐵綫紅磡站至旺角東站服務全日暫停，西鐵線屯門至紅磡只有一半班次行駛其餘以南昌站為總站，旺角東站至羅湖站服務維持6分鐘一班，旺角東站至落馬洲站服務維持18分鐘一班，另安排免費接駁巴士往來大圍站至鑽石山站，而19班城際直通車班次取消。港鐵事後發現涉事路軌有4處出現斷裂或裂紋，將成立調查委員會調查事件。2020年3月3日，港鐵公布東鐵綫紅磡站去年9月發生的列車出軌事故調查報告，表示事故起因是出事位置一個道岔的兩條路軌距離，即動態軌距擴闊至超出關鍵水平所致。
2020年2月2日，東鐵綫一列停靠羅湖站的列車被人放置兩顆土製炸彈，企圖迫使特區政府「封關」全面切斷所有與內地的關口，防止2019冠狀病毒病疫情擴散；香港警方形容向恐怖主義行近一大步。
2014年8月20日早上約9時50分，一隻啡黃色的中型唐狗突然闖入上水站南行路軌，當時有乘客發現後即通知車站職員。有目擊者指出，車站職員曾暫停列車行駛，走入路軌嘗試驅趕唐狗，擾攘約6至7分鐘後，卻未能成功將唐狗帶離路軌，但車站職員卻重啟列車服務。最後該唐狗跑到粉嶺站路軌，遭一列當時駛入月台的城際直通車直接輾斃。多名目擊意外的乘客昨在網上發放事發圖片，質疑港鐵職員為何明知唐狗仍在路軌，仍然重啟列車服務。有媒體就事件向港鐵查詢，港鐵發言人無正面交代唐狗的輾斃原因，以及為何唐狗未離開路軌便重啟列車服務。
有網民發起聯署，要求港鐵交代列車輾斃唐狗意外真相，至8月23日已有逾98,000人參加聯署。
直至2015年3月，港鐵公開調查報告，但仍拒絕就此事而道歉。
2015年9月，港鐵禁止一名身穿校服女學生攜帶大型樂器乘車引起的風波愈演愈烈，到10月3日有大批示威者到大圍站示威抗議後，有市民在沙田站要求港鐵職員量度內地旅客車上行李，職員同意，呼籲該男女先下車叫車長開車，但男女不信任港鐵職員，要求職員將有關行李帶出車廂量度，男子更站在另一邊車門，用身體擋住車門關上。其間一名男子阻止該男女行為，雙方推撞，並爆發罵戰。列車到達火炭站時，有關人士均被帶下車。網民對事件評價兩極，有人質疑行李尺寸合共175厘米，超過規定的170厘米。亦有人質疑港鐵職員為何不先將該行李拿下車，讓黑衣男女繼續阻礙列車開出。
由於東鐵綫大部分路段位於地上和橋面，結果使九龍西和新界東居民飽受噪音騒擾，其後經九鐵、區議會和環境保護署據理力爭，隔音屏障才能於1991至2001年間開始出現。
雖然東鐵綫於1910年便已通車，毫無疑問早於沿綫所有現存的民居建築落成，即沿綫居民在遷入前都已清楚知道東鐵綫的存在會產生噪音。在受到沿綫部分路段附近居民的投訴後港鐵決定降低東鐵綫部份路段之行車速度，上水站至紅磡站之行車時間被延長6分鐘，非官方港鐵故障消息「MTR Service Update」曾為此事製作短片，列車在其中三路段實施「臨時速度限制」導致車程延長，包括：
到2016年10月1日起，因應環保署的《噪音管制條例》要求，旺角東站至九龍塘段被收緊至30公里，使每班列車駛過該處時需要多約30秒至2分鐘不等，變相較平日接載少約6000名乘客。惟報章測試後發現，由紅磡至九龍塘站車程時間大增1至6分鐘不等。「MTR Service Update」認為可能會增加乘客候車時間，使一早已十分擠迫的九龍塘站月台更水洩不通。
正因如此，東鐵綫的原先最高速度是每小時120公里，但實際的最高速度經常遠低這個標準（以非繁忙時間為甚，列車在ATO模式下經常惰行慢駛以節省電力）。有時列車的全程最高速度只有每小時100至110公里，而且經常在路上臨時停車，加上減速措施，令全程行車時間不斷拉長，令原本由羅湖至紅磡需要約40分鐘，延長至現時的45分鐘，亦原本由落馬洲站至紅磡需要約42分鐘，延長至現時的50分鐘。有時更需逾一小時。
位於香港與深圳邊境地區的羅湖站及上水站是攜帶水貨過境的乘客（下稱「水貨客」）每日使用次數最高的車站，有相當數目的水貨客更冒檢控之虞衝過或跳越閘機以避過支付車資，並且對檢控他們之港鐵職員施以多種暴力襲擊、偶爾更會召集附近的同黨進行圍毆，導致相關職員需告假逾10天療傷。有逃票者故意觸發八達通閱讀器不對重疊起來的八達通卡扣數的安全系統為衝閘製造口實。根據港鐵2008年統計數字顯示，上水站之檢控衝閘數字為東鐵綫其他車站（不包括羅湖站）100倍以上，即每年約過萬宗，平均每日約有30宗於該站發生，每宗成功檢控個案背後亦涉及多於一人犯案，包括水貨客孔武有力之同黨。
為打擊此等行為及杜絕水貨客聯群結隊聚集點貨行為，港鐵已經依照前區局議員程張迎和觀塘區議員施能熊之建議，鎖定於2009年3月1日起於上水站採取出入閘分流措施，在一號月台的第二至四卡位置設置圍欄，分隔上落車之人流，並且於羅湖站由活板閘機更換為九鐵和地鐵早期使用之轉棍閘機，而少數幾部闊閘機亦有職員把守，以防止多名乘客只繳付一名乘客的車資卻同時通過閘機。港鐵公司配合鐵路警區、邊界警區之行動對長期逗留月台之水貨客採取屢勸不聽後處之以罰款港幣2000元。同時港鐵在車站加派職員在入閘機前監視，並聘請了廉政、申訴專員公署和紀律部隊退休員工成立逃票罪行防治組，而加強執法以來港鐵錄得了更頻密的職員執勤時遇襲數字。
由於北行列車有兩個總站，羅湖站及落馬洲站。往落馬洲站的班次佔全綫的三分之一，但較少人乘搭。往羅湖站的班次被分薄，導致每班列車更多人。
九龍塘站、沙田站、上水站較繁忙的車站，過境乘客經常擠進車廂，令部份往羅湖站的車廂過於擠迫。上午繁忙時間南行方向由於沒有直通車，加上班次較下午繁忙時間為多，所以車廂擠迫情況尚可接受。
下午繁忙時間受到直通車影響（現時北行有2班）及班次較上午繁忙時間為少，而直通車多數不準時開出，令紅磡站北行列車遲上加遲開出，部份班次相距達7分鐘，再下一班車則可以只相距2分鐘，形成「拖卡」。再加上部份乘客衝門，以致列車車門往往要關上3次甚至更多才成功，令隨後列車延遲到達，尾隨列車不能載上全部乘客，特別是九龍塘站。隨著廣深港高速鐵路香港段投入服務，城際直通車乘客量減少 ，由2019年7月10日起，東鐵綫下午繁忙時間北行直通車將減少一班，或可令下午繁忙時間北行班次略為增加，可望稍為舒緩九龍塘站的人潮
2020年，受2019新型冠狀病毒影響，由1月30日起所有城際直通車服務暫停，隨後2月4日羅湖站及落馬洲站關閉，令東鐵綫服務不受直通車影響，班次不穩或繁忙時間拖卡問題暫時得以舒緩。
東鐵綫沿綫大部分均為地面路段，而且是唯一未有設置月台幕門或月台閘門的路綫，因此不時出現跳軌自殺事件，或有乘客非法橫過路軌前往對面月台，導致列車服務受阻。
過去九廣鐵路仍未電氣化前，由於那時的柴油火車速度慢而且班次疏，很多人會直接橫過路軌，雖然九廣鐵路局已在路軌旁竪立警告牌，警告市民切勿貪一時之便在路軌上行走，但仍無阻人們違規橫過路軌。據當時報章報道，在1977年有10人死於火車意外，25人受傷；在1978年的9個月內，有4人被柴油火車輾斃，其中3宗在沙田發生。隨着1970年代末新界東部多個大型新市鎮急速發展，人口增長迅猛，老舊的柴油火車服務已經無法滿足需求，再加上舊式鐵路的安全問題，火車電氣化已經逼在眉睫。
惟在九廣鐵路電氣化後，由於全綫不設月台幕門或閘門，乘客意外墮軌或跳軌自殺事件不絕於耳。在2016年10月31日，83歲老婦在羅湖站月台步出車廂時不慎由月台空隙踏空墮下路軌，右手受傷，幸傷勢無礙。有關相片在網上廣傳，引起市民對港鐵月台安全的關注。2017年3月24日一名60多歲老翁在上水站墮軌並被列車輾過，身體斷成三截不治，同年6月11日一名任職中學教學助理的24歲女子疑不堪工作壓力在大圍站跳軌自殺死亡，公眾擔憂本綫淪為「自殺天堂」。部分月台又由於設計問題造成月台邊緣與車廂之間的空隙特別闊，在2011年和2016年分別有一名20多歲少女、一名3歲男童和一名老婦不慎從車廂與月台間空隙墮下路軌。
港鐵表示已特別在東鐵綫各站採取相應措施，包括在月台邊緣加設照明閃光提示乘客、加裝膠條縮窄空隙、貼上大型提示標語、安排月台助理和以廣播提醒乘客小心空隙，但長遠需要等到沙田至中環綫項目落成，採用車身較闊的新列車即港鐵東鐵綫現代列車及加裝月台伸縮踏板，才可解決月台空隙問題。由於東鐵綫本身歷史悠久，月台無法承受五百公斤閘門帶來的額外重量，故此需要加固月台，如以鋼製強化支架支撐。在立法會鐵路事宜小組委員會上港鐵概括指出加裝月台閘門的困難包括月台結構的限制、現有信號系統和列車的限制以及月台空隙較闊帶來的安全風險，綜合各個因素後港鐵公司認為同步進行沙中綫計劃和在東鐵綫加裝自動月台閘門的工程是較理想的方案。
在1999年8月之前，由於屠房設於市區，因此運載牲口的貨卡需前駛經沿線各站。每日平均有30個車卡運載牛、豬及羊來港（列車通常在中午前夕進入香港），使乘客及居民受到「豬車」氣味困擾。直到區域市政局（現改為食物環境衛生署）上水屠房於2000年1月啟用後，問題終於得以解決。
雖然大部分東鐵綫全綫車站洗手間已經在2015年至2016年翻新，廁所都只提供座廁，但是東鐵綫少部分廁所設計非常狹窄和使用率甚高，引致部分廁所衛生問題日益嚴重，結果有時廁所臭氣沖天情況間中出現惡化。
2018年，香港大學最新研究發現，東鐵綫扶手細菌抗藥性基因最高，透過深圳過境乘客不斷轉乘而散播社區抗藥菌至全港。馬鞍山綫（現為屯馬綫）檢測出的耐藥性細菌含量亦幾乎與東鐵綫相同。
由於東鐵綫早期車廂設計非常狹窄，導致大圍站、沙田站和粉嶺站成為前往九龍方向的人流瓶頸位「重災區」，而此情況於大老山隧道巴士線投入服務後才顯著改善。2014年立法會文件披露東鐵綫最繁忙路段載客率和客量，若以每平方米四人站立密度計算，得出100%飽和的載客率，現時客量達5.87萬人次。
東鐵綫中期翻新列車停站位置常有偏差，但因不設有月台閘門，不影響上落。
隨著九廣鐵路於2002年得到沙田至中環綫的發展權，便於2004年重提使用沙田至中環綫過海段改為以九廣東鐵（今東鐵綫）過海的計劃。根據2008年沙中綫的最新建議，香港政府將會興建第四條過海鐵路，並租予港鐵公司營運，以接駁現時的紅磡站以及港島北岸。屆時東鐵綫南行列車會在駛經紅磡站後，會途經建於灣仔北地底的會展站，最後和現有的金鐘站交匯。行政長官會同行政會議於2012年3月27日批准進行沙田至中環綫鐵路項目，項目於同年6月22日啟動工程。惟先後受2018年沙中綫偷工減料醜聞；2019年11月反對逃犯條例修訂草案運動的大三罷行動中，本綫大學站附近的設施受嚴重破壞影響，新信號系統更新工程有阻延影響；後又受2020年1月底起2019冠狀病毒病疫情影響物料到港時間的不同因素影響，加上更換新列車計劃均推遲，沙田至中環綫過海段（即紅磡至金鐘段）預計延至2022年6月至7月通車。目前，東鐵綫延伸部分全綫已達致「通軌」的目標，各式機電裝置安裝的工程亦接近完成，已由2022年2月1日起開始進入試營運階段。
由於受到香港島地理環境所限，香港島的車站不能建得太長；東鐵綫會由現在12卡列車縮減到9卡列車，並由新列車行走。
東鐵綫自通車以來都沒有安裝月台門，港鐵曾表示加裝閘門工程需要配合沙田至中環綫通車和新購置的列車港鐵東鐵綫現代列車，以及需進行月台加固工程以承托閘門重量。而東鐵綫部分車站月台與列車之間的空隙較大或高度相差較大，需要通過加裝月台伸縮踏板以解決問題。港鐵曾于2008年在羅湖站試驗加裝月台伸縮踏板，但試驗效果不理想并在月台加固工程時拆除，現已改為與加建月台閘門工程一并進行。港鐵同時會把月台、各種標誌、告示及廣播進行「港鐵化」。港鐵初時預計2020年全面完成，馬場站將率先進行，為東鐵綫加裝月台閘門揭開序幕。
港鐵在2016年5月16日公佈東鐵綫過海延綫車站（紅磡站、會展站、金鐘站）建造月台幕門、現有車站加建自動月台閘門以及旺角東站、大學站和羅湖站加建月台伸縮踏板的工程合約以511,666,066元批出給深圳市方大自動化系統有限公司，是截至2020年全球單個合同金額最大、全亞洲難度最大的月台門工程，為港鐵首次將月台門合約批給中國大陸承辦商。現時東鐵綫月台加固和平整工程已大致完成，預計將於2022年年中完成CBTC改造，結束CBTC列车/非CBTC列车混合运营後，方可開始安裝月台閘門，可能要待至2024年1月初全面完成。而東鐵綫過海延綫的金鐘站、會展站和紅磡站新月台已完成月台幕門的安裝、測试及验收工作。整個工程完成後，標誌著港鐵整個鐵路系統所有車站（輕鐵、城際直通車红磡站、高铁香港西九龙站除外）均設有月台閘門或幕門。
計劃於落馬洲站和上水站之間的古洞興建古洞站，並接通未來的港鐵北環綫，舒緩由上水一帶前往屯門和元朗一帶的多重轉車問題。
多家傳媒在2019年12月報道深圳當局開始重新規劃罗湖口岸的設計，建議把港鐵東鐵綫北延過深圳河，以及預留接口位置與香港在內地做「一地兩檢」，改變現時兩地兩檢的通關模式。香港政府表示未有接獲深圳市政府有關部門建議，待接獲深圳方面提出的正式建議後，有關部門會研究建議的可行性及效益。
2021年10月，行政長官林鄭月娥於施政報告中公布《北部都會區發展策略》，重新提出將探討東鐵綫延伸至深圳羅湖並設「一地兩檢」口岸的計畫。
2021年10月6日，行政長官林鄭月娥在施政報告中提及東鐵綫計劃增設科學園／白石角站，為改善白石角和科學園一帶公共交通接駁，香港政府將會邀請港鐵進行研究，研究以現時白石角的香港教育大學運動中心用地為基礎，興建東鐵綫科學園／白石角站。
2021年10月6日，行政長官林鄭月娥在施政報告中提及東鐵綫擬伸延至深圳羅湖口岸，並於現有的上水站及羅湖站之間增設羅湖南站，连接北环线东延段，主要用於服務在羅湖及文錦渡的商住用途。
1989年，九廣鐵路公司曾有興建過海鐵路的計劃，把九廣鐵路英段由旺角站延長，以地底隧道方式經何文田站及黃埔站，過海到達香港島的炮台山站，再連接維多利亞公園及中環至灣仔填海區，為當時的「第三條過海鐵路」計劃，預計在1998年前落成。但根據同年發表的《香港運輸政策綠皮書》，政府屬意將觀塘綫延伸至炮台山站作為第三條過海鐵路。隨著香港機場核心計劃落實，政府於翌年決定以機場鐵路作為第三條過海鐵路，九廣鐵路英段過海的計劃便取消了。