京阪神緩行線 沿革
103系のときと違い、素早い新車投入であったが、これには経年車が多く老朽化が著しかった片町線・関西本線の101系の早期置き換えと、他線に比べて低い両線の冷房化率の向上という背景があった。関西本線の101系は、前年8月の台風10号で王寺駅構内の留置線が冠水したことにより101系が大量に廃車されたため、暫定的に首都圏から廃車予定車の101系をかき集めて運行していたことから、これらの置き換えは緊急の課題となっていたものである。
この中での201系の投入は、上記2点だけでなく、京阪神緩行線の特性に必ずしも合致していない103系を転出させることでスピードアップを図るという、一石三鳥の効果を狙ったものだった。実際、201系は優れた高速性能や乗り心地をもち、また、乗客からも一目で新車とわかるブラックフェイスと明るい内装は好評を持って迎えられただけでなく、並行私鉄と比べても遜色のない車両であったことから、新快速の117系同様、防戦一方の国鉄のカウンターアタックのシンボルとなった。
201系の第2次投入は1983年6月から9月にかけて実施され、6編成が明石電車区に配属されて103系を捻出し、片町・関西本線の101系を置き換えた。
201系の投入ピッチは早く、1983年の12月から1984年3月にかけて第3次投入分として7編成が明石に配属され、同年11月からは、窓の2段上昇化やナンバーの転写表記化など、より一層のコストダウンを図った「軽装車」を9編成投入、高槻電車区・明石電車区合わせて32本・224両の201系が出揃った。これによって関西本線各駅停車の103系への統一、片町線電化区間の非冷房101系の置き換えと余剰T車を活用した7両統一を実施した。
この時点で201系の割合が過半数に達したことから、1985年3月14日のダイヤ改正で201系の性能を生かしたダイヤを組むことになった。朝夕ラッシュ時には運転区間を加古川駅・草津駅まで延長した。日中時間帯は1時間に1本が加古川駅発着で運行されるとともに分割運行が解消され、高槻駅 - 大阪駅 - 西明石駅・加古川駅間の直通運転と吹田駅 - 大阪駅 - 甲子園口駅間を往復する区間運転に再編されたが、日中の利用客が少ない京都駅 - 高槻駅間は快速を各駅に停車させて、この区間の普通電車（各駅停車）の運転を廃止した。現行のダイヤでもわかるように、201系であれば加古川駅 - 京都駅間を直通運行しても性能上問題はないが、そうするだけの編成数はなく、当時の状況では車両の増備もままならなかったことから、既存の車両だけで対応するには区間短縮もやむを得なかった。国鉄末期の合理化の波はこれにとどまらず、1986年3月3日のダイヤ改正の際に、1線区1電車区の方針によって高槻配置の201系全編成が明石電車区に転属し、運用の合理化を図った。
1986年8月に、関西初の205系がスカイブルーの帯を締めて明石電車区に4本配属され、103系を阪和線と武蔵野線に転属させた。11月1日の国鉄最後のダイヤ改正で201系と組んで普通電車の増発を行った。新快速が外側線（列車線）を走るようになったことから、余裕のできた内側線の増発分として、吹田駅 - 甲子園口駅間の区間運行の運転区間を高槻駅 - 神戸駅間に延長し、この区間の1時間の運行本数が8本に増発された。また、芦屋駅・須磨駅での新快速の通過待ちがなくなったことから所要時間も短縮され、現在に至るダイヤの基礎を形成した。1987年3月31日に国鉄が分割民営化されて翌4月1日からJR各社がスタートしたが、この時期の動きとしては、1987年から1988年にかけて103系の冷房改造を2本実施した程度である。また、1988年3月13日には大阪発高槻行きの終電を0時半に繰り下げたほか、平日の夕方時間帯の運行サイクルを等間隔に変更し、この時間帯に残っていた甲子園口駅折り返し列車を廃止した。また、日曜・祝日のダイヤを「休日ダイヤ」として分離し、適用日には加古川駅発着は日中・夕方に縮小された。
1989年以降、103系の動きが慌しくなってくる。残留していた非冷房車の編成（全編成が1969年投入の最古参車）のうち、3本を4両化して福知山線（JR宝塚線）の輸送力増強に回し、1本を冷房改造のうえ4両編成+3両編成の分割編成に改造して片町線（学研都市線）用として淀川に転出させた。保留車として残存した非冷房の中間車を除くと、この時点で編成単位で残った非冷房車は1編成だけとなり、実質的に冷房化率100%となった。
1991年3月16日のダイヤ改正では、日中時間帯の快速が西明石駅 - 加古川駅間で1時間4本に増発され、加古川始発の普通電車は朝ラッシュ時の2本のみに削減された。同年秋には学研都市線の207系量産車投入に伴う103系捻出車が転入、非冷房編成を置き換えて、普通電車用車両の冷房化率は名実ともに100%となった。103系の淘汰はさらに続き、1994年3月には207系1000番台を基本6両編成+付属2両編成の8両編成14本112両を高槻電車区（のちの吹田工場高槻派出所）に投入、103系を完全に置き換えて、1969年以来25年の長きにわたった（1983年の201系投入後は脇役に転じたが）普通電車としての103系の運転は終了した。207系の投入によって、普通電車初の8両運行が始まったほか、6両運行も復活し、6両の場合には駅の時刻表に丸数字で掲示されていた。関西国際空港開港に伴う同年9月4日のダイヤ改正では、週休2日制の拡大により、普通電車でも土曜は平日ダイヤから休日ダイヤに移行（つまりは土曜日の加古川始発の普通電車を廃止）され、土曜・休日ダイヤとして統合された。
1995年1月17日に発生した兵庫県南部地震（阪神・淡路大震災）では、京阪神緩行線は震源（朝霧駅沖の明石海峡）から武庫川（甲子園口駅 - 立花駅間）まで激甚被災地を貫いて走っていたことから、神戸市内を中心に強烈なダメージを受けた。発生時刻が早朝であったことから、車両の面では大きな被害を受けなかったが、鷹取駅東方で地震に遭った201系が1編成、駅の南東側で発生した大火災に奇跡的に巻き込まれずに高架線上に残っている姿は、繰り返し新聞やテレビで流された。大阪駅側では18日に尼崎駅まで復旧し、19日には甲子園口駅、25日には芦屋駅まで復旧区間が延びたが、西明石駅側の復旧は遅れ、23日に須磨駅まで復旧、新長田駅崩壊のため列車線や和田岬回送線を活用して、30日にようやく神戸駅まで復旧した。翌々日に高速神戸駅 - 阪神三宮駅間が復旧した神戸高速鉄道・阪神本線と併せて、発生以来約2週間ぶりに加古川・姫路方面から乗り換えをはさみながらも三宮まで鉄道で行くことができるようになった。復旧工事は突貫で実施され、2月8日には芦屋駅 - 住吉駅間が、2月20日には神戸駅 - 灘駅間が復旧、残るは高架橋が崩壊した六甲道駅周辺を含む住吉駅 - 灘駅間のみとなった。西明石駅 - 灘駅間の復旧に伴い、輸送力増強のために201系の一部編成を8両化し、T車を抜いた編成2本を連結して12両編成で運行した。この12両編成は、普通電車のみが停車する朝霧駅・舞子駅・塩屋駅・鷹取駅の上り三ノ宮方面のホームのみを延長したため、下り西明石行きは快速として運行された。このほかにも広島運転所や日根野電車区から103系をかき集めて西明石駅 - 灘駅間に投入して車両不足を補った。その間にも新長田駅周辺の復旧工事を実施、3月10日に同駅がようやく営業を再開、4月1日には住吉駅 - 灘駅間が復旧し全線で運行を再開した。復旧後に201系を元の7両編成に戻したほか、103系もJR宝塚線に転用するなど、インフラ面も含めて復旧後も復元に向けた整備が続いたのである。9月1日のダイヤ改正で、新幹線利用客の利便性向上のため朝時間帯のJR宝塚線乗り入れ列車を新大阪行きと吹田発に延長した。
1996年3月16日の改正で、21時台も8本で運行されるようになった。震災から1年半経過し、神戸市内も徐々に復興の兆しが見え始め、新長田駅復旧に伴い神戸市営地下鉄の利用者が増えたことなどから、同年7月20日の改正で、日中の神戸駅発着の系統が須磨駅発着に延長された。
1997年3月8日のJR東西線開業に向けて、207系の編成の大規模な組み換えが淀川電車区・宮原運転所所属の車両も含めて実施された。松井山手駅における増解結に配慮して、西明石・新三田側に付属3両編成+基本4両編成の7両編成に変更され、編成両数は再び7両編成に統一された。そして、JR東西線開業で普通電車のダイヤは大きく変更されることとなった。朝ラッシュ時は高槻駅 → 大阪駅間でも4分等間隔に増発された。日中時間帯は高槻駅 - 須磨駅・西明石駅間の直通運用を再編し、西明石駅 - 松井山手駅間のJR東西線直通とそれに接続する高槻駅 - 尼崎駅間の区間運行・高槻駅 - 須磨駅間の運行に変更された。
同年9月1日のダイヤ改正では、京都駅ビルの完成に合わせて12年半ぶりに日中の京都駅発着の系統が復活し、加古川発の列車も5本に増発された（送り込みは西明石駅 → 加古川駅間のみの運行もあった）。同時に尼崎駅の構内改良が完了し、同一ホームでの乗り換えパターンが完成した。JR宝塚線の普通と高槻駅 - 尼崎駅間の区間運転が一体化して（大阪駅 - 尼崎駅間の「普通」の重複が解消）、日中は尼崎駅で半数が入れ替わるダイヤになり、運用も京都駅 → 須磨駅 → 高槻駅 → 新三田駅 → 京都駅間の順序になった。直通運行が常態化することでJR宝塚線の103系をカナリアイエローに塗り分ける必要性がなくなり、また尼崎駅から先での誤乗防止のため1998 - 2001年にかけて宮原総合運転所所属の103系を201系に合わせてスカイブルーに塗り替えている。103系の京都駅までの乗り入れ（その後草津駅まで）が復活したが、朝ラッシュ時のみの運行で、尼崎駅 - 西明石駅間には乗り入れていない。
1998年10月3日のダイヤ改正では、明石海峡大橋の開通と垂水駅・明石駅周辺の再開発の進行に伴い、日中の須磨駅発着系統が西明石駅発着に延長・統一されて1時間の運行本数が8本に増発されたほか、毎日午前中に大久保駅折り返し列車が設定された。また、JR宝塚線方面からの新大阪行きと吹田発のJR宝塚線直通はすべて高槻駅発着に変更された。この時の運用は西明石駅 → 高槻駅 → 新三田駅 → 京都駅 → 西明石駅間の順序で、この運用が2002年10月5日のダイヤ改正で京都駅 - 西明石駅間とJR宝塚線直通の高槻駅 - 新三田駅間に再編されるまで続くこととなる。
2003年12月1日の改正ではJR神戸線区間の朝時間帯の運行本数が微減し、4分等間隔になった。2004年10月16日に野洲駅発着が朝時間帯に設定され、近江今津駅で夜間滞泊する列車が設定されたが、大久保駅折り返しは削減された。
2005年4月25日、福知山線（JR宝塚線）尼崎駅 - 塚口駅間でJR福知山線脱線事故が発生した。
この事故の影響により車両不足が懸念されるため、同年8月1日から一部の列車が103系で運用されるようになり、これは321系の運転が始まる前日の11月30日まで行われた。12月1日から321系の運用が始まり、201・205系の置き換えが行われることになったが、2006年2月7日までに205系は全編成28両が阪和線（日根野電車区）に転出した。201系は大阪環状線や桜島線（JRゆめ咲線）用として森ノ宮電車区に8両16編成の128両が転属し、6両16編成の96両が大和路線用として奈良電車区に転出した。その結果、2007年3月18日の改正からは207系と321系のみで運行されるようになった。なお205系は、2011年3月12日より朝の京都駅・高槻駅 - 大阪駅 - 尼崎駅間での運用が復活したが、2013年3月16日の改正で再び姿を消している。
2006年3月18日のダイヤ改正では、輸送実態に合わせたダイヤの見直しにより日中の西明石駅発着系統の半数が須磨駅発着に変更され、近江今津駅での夜間滞泊と大久保駅発着列車も廃止された。これによって日中の須磨駅 - 西明石駅間は1時間の運行本数が8本から4本に削減された。2008年3月15日の改正では須磨駅発着の系統の半数が西明石駅発着に延長されて一度は1時間に6本に増発されたが、2010年3月13日の改正で再び1時間の運行本数が4本に戻された。
JR京都線・琵琶湖線・湖西線でも、2010年3月改正で高槻駅 - 京都駅間が日中1時間に4本から2本に削減、2011年3月12日からは、朝の1往復が吹田駅折り返しに変更された。2013年3月16日改正では日中の京都駅発着列車が土休日11時台・12時台にそれぞれ4本に増発されたが、平日の11時台から14時台および土休日の13時台と14時台の列車が廃止される。また野洲駅発着列車が同改正で一旦廃止された。2016年3月26日改正では湖西線との直通が終了するが、逆に野洲駅発着列車が京都発最終の琵琶湖線内のみの列車として3年ぶりに草津以東の列車が復活するも、2021年3月13日改正で終電が繰り上げられたことで、列車ごと廃止された（朝ラッシュ時の草津着列車および野洲への回送と折り返し京都までの回送は継続）。
一方で新駅の開業が相次ぎ、2007年3月18日にはさくら夙川駅が、2008年3月15日には島本駅と須磨海浜公園駅が、10月18日には桂川駅が、2016年3月26日には摩耶駅が、2018年3月17日にはJR総持寺駅がそれぞれ開業した。