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東海道本線 歴史
1910年（明治43年）
2月21日：高槻駅 - 茨木駅間に茨木川仮信号所（初代）を開設。
3月6日：富士川信号所 - 岩淵駅間が複線化。
3月15日：富士川信号所が廃止。
3月29日：京都駅 - 向日町駅間に吉祥院信号所を、向日町駅 - 山崎駅間に神足信号所を、山崎駅 - 高槻駅間に梶原信号所を、高槻駅 - 茨木駅間に富田信号所を、茨木駅 - 吹田駅間に坪井信号所を、吹田駅 - 大阪駅間に山口信号所を、神崎駅 - 西ノ宮駅間に水野信号所を、西ノ宮駅 - 住吉駅間に打出信号所を開設。
4月2日：茨木川仮信号所（初代）が廃止。
6月25日：烏森駅 - 有楽町駅間の電車線 (0.7M) が延伸開業。有楽町駅が開業。
8月24日：蒲原駅 - 興津駅間に洞隧道仮信号所（初代）を開設（廃止日不詳）。
9月15日：有楽町駅 - 呉服橋駅間の電車線 (0.7M) が延伸開業。呉服橋駅（東京駅の仮駅）が開業。
10月1日：灘聯絡所を駅に変更、（貨）灘駅（初代）が開業。
10月6日：用宗駅 - 焼津駅間に磯浜仮信号所を開設。
11月1日：磯浜仮信号所 - 焼津駅間が複線化。
11月5日：京都駅 - 向日町駅間に梅小路仮信号所、桂川信号所を開設。吉祥院信号所が廃止。
12月8日：石部仮信号所廃止。
東海道本線 歴史
1911年（明治44年）
2月25日：梅小路仮信号所を仮停車場とし梅小路仮停車場開業。西本願寺・知恩院の大法会参拝団体客専用の仮駅。
3月9日：磯浜仮信号所が廃止。蒲原駅 - 興津駅間に洞隧道仮信号所（2代目）を開設（廃止日不詳）。
3月10日：用宗駅 - 磯浜仮信号所間が複線化。
3月31日：浜松駅 - 舞坂駅間に高塚信号所を開設。
4月10日：江尻駅 - 静岡駅間に草薙信号所を開設。
5月1日：貨物支線（名古屋港線）名古屋駅 - 名古屋港駅間（5.0M≒8.05 km）が開業。（貨）名古屋港駅開業。程ヶ谷駅 - 戸塚駅間に権現信号所を、戸塚駅 - 大船駅間に久保信号所を、国府津駅 - 松田駅間に下曽我信号所を、御殿場駅 - 佐野駅間に富士岡信号所・岩浪信号所を開設。神山信号所が廃止。
5月5日：梅小路仮停車場を聯絡所に変更、梅小路聯絡所を開設。
6月28日：名古屋港線 名古屋駅 - 名古屋港駅間で旅客営業開始。
9月1日：横浜駅構内扱いとして横浜港荷扱所開設。
東海道本線 歴史
1913年（大正2年）
2月1日：木曽川駅 - 木曽橋信号所間複線化。木曽橋信号所が廃止。
3月1日：大津線 (1.3M) を編入し貨物支線（後の浜大津線）とする。同線の石場駅、紺屋関駅廃止。鷲津駅 - 二川駅間に白須賀信号所を開設。
3月15日：藤沢駅 - 茅ケ崎駅間に辻堂信号所を開設。
4月5日：大谷駅 - 山科駅間に大塚信号所を開設。
6月1日：馬場駅を大津駅（2代目）に、大津駅（初代）を浜大津駅に改称。
6月2日：横浜駅構内扱いとして高島荷扱所開設。
6月21日：梅小路聯絡所を駅に変更し梅小路駅が開業。
8月1日：打出信号所を駅に変更し芦屋駅が開業。天竜川橋梁が複線化され、全線の複線化が完成。
10月25日：吹田駅 - 大阪駅間に宮原信号所を開設。山口信号所が廃止。
11月27日：袋井駅 - 中泉駅間に原野谷川仮信号所を開設、原野谷川橋梁修繕のため。
東海道本線 歴史
1914年（大正3年）
3月31日：原野谷川仮信号所廃止。
4月25日：安土駅が開業。
9月13日：駿河駅 - 御殿場駅間に竹ノ下仮信号所を開設。
10月24日：岐阜駅 - 穂積駅間に長良川仮信号所（初代）を開設。
12月1日：長岡駅を近江長岡駅に改称。
12月20日：東京駅、神奈川駅 - 横浜駅間に高島町駅、大井聯絡所を駅に変更し大井町駅が開業。新橋駅（初代）が汐留駅に、烏森駅が新橋駅（2代目）に改称。
呉服橋駅廃止。呉服橋駅 - 東京駅間（0.2M≒0.32 km）を廃止し、支線 東京駅 - 浜松町駅間 (1.9M) を本線に編入、浜松町駅 - 品川駅間 (2.4M) も本線に計上。新橋駅 - 横浜駅間の客車運転に代えて、東京駅 - 高島町駅間の電車運転（京浜電車、現在の京浜東北線）開始、同時に品川駅 - 横浜駅間複々線化。汐留駅 - 品川駅間 (3.1M) の旅客営業廃止。
12月24日：電車線 田町駅 - 品川駅間に伊皿子信号所を開設。
東海道本線 歴史
1915年（大正4年）
1月10日：新居町駅が開業。
2月15日：山北駅 - 谷峨信号所間に酒匂仮信号所を、谷峨信号所 - 駿河駅間に相沢仮信号所を開設。
2月24日：戎仮乗降場（2代目）、岡本仮乗降場（2代目）廃止。名古屋港線 名古屋駅 - 名古屋港駅間の旅客営業が廃止。
4月19日：長良川仮信号所（初代）が廃止。
5月10日：天竜橋信号所が廃止。
6月20日：酒匂仮信号所・相沢仮信号所が廃止。
7月10日：駿河駅 - 御殿場駅間に松沢仮信号所を開設。
7月15日：佐野駅を裾野駅に改称。
8月15日：神奈川駅 - 程ヶ谷駅間が経路変更（改キロなし）。新線上に横浜駅（2代目、現在の横浜市営地下鉄3号線の高島町駅付近）が開業。高島町駅、旧線上の平沼駅が廃止。横浜駅（初代）を桜木町駅に改称。桜木町駅への支線の起点を神奈川駅から横浜駅に変更（0.7M≒1.13 km短縮）。桜木町駅 - 程ヶ谷駅間（2.5M≒4.02 km）が廃止。
この時点での本線と桜木町駅への支線の分岐点は神奈川駅で、横浜駅で両線が立体交差していた。また高島町駅は横浜駅京浜電車ホームとなった。
8月30日：松沢仮信号所・竹ノ下仮信号所廃止。
12月25日：岐阜駅 - 穂積駅間に長良川仮信号場（2代目）を開設。
東海道本線 歴史
12月30日：貨物支線（高島線）程ヶ谷駅 - 東横浜駅間（3.3M≒5.31 km）が開業。東横浜駅開業。高島荷扱所を桜木町駅から分離し（貨）高島駅開業。支線 横浜駅 - 桜木町駅間電化、貨物営業廃止。京浜電車の運行区間が桜木町駅まで延伸。
1916年（大正5年）
1月1日：一ノ宮駅が尾張一ノ宮駅に改称。
3月3日：長良川仮信号所（2代目）が廃止。
4月6日：彦根駅 - 河瀬駅間に高宮川仮信号所を開設（廃止日不詳）。
4月15日：由比駅が開業。
4月16日：山手線貨物支線 大崎駅 - 大井町駅間が廃止。
5月16日：袋井駅 - 中泉駅間に太田川仮信号場（初代）を開設（廃止日不詳）。
7月10日：貨物支線（清水港線）江尻駅 - 清水港駅間（1.0M≒1.61 km）が開業。*（貨）清水港駅が開業。
8月28日：酒匂仮信号所を開設。
9月1日：弁天島仮停車場を駅に変更し弁天島駅が開業。
11月6日：酒匂仮信号所が廃止。
12月1日：辻堂信号所を駅に変更し辻堂駅が開業。
12月8日：名古屋港線 八幡聯絡所 - 白鳥駅間（1.1M≒1.77 km）が開業。（貨）白鳥駅開業。名古屋港方面と白鳥方面の分岐点に八幡聯絡所を開設。
12月13日：袋井駅 - 中泉駅間に太田川仮信号場（2代目）を開設（廃止日不詳）。
東海道本線 歴史
1917年（大正6年）
1月15日：小野浜駅構内扱いとして神戸港荷扱所開設。
2月12日：木曽川駅 - 岐阜駅間に木曽橋仮信号所（初代）を開設（廃止日不詳）。
6月17日：高島線 鶴見駅 - 高島駅間（4.1M≒6.66 km）、東神奈川駅 - 高島駅間（1.4M≒2.25 km）が開業。入江信号所・海神奈川信号扱所が開設。
10月9日：鈴川駅 - 富士駅間に沼川仮信号所を開設（廃止日不詳）。
12月1日：灘駅（2代目）が開業。（貨）灘駅（初代）を（貨）東灘駅に改称。
東海道本線 歴史
1918年（大正7年）
1月20日：用宗駅 - 焼津駅間に瀬戸川仮信号所を開設。
2月16日：伊皿子信号所が廃止。
4月1日：丹那トンネル工事開始。
5月1日：貨物支線 川崎駅 - 浜川崎駅間（2.7M≒4.35 km）が開業。（貨）浜川崎駅が開業。
5月15日：大阪駅 - 神崎駅間に歌島仮信号所を開設。
6月1日：篠原信号所を開設。
8月1日：貨物支線（北方貨物線）吹田駅 - 宮原聯絡所 - 宮原操車場 - 歌島聯絡所 - 神崎駅間（6.8M≒10.94 km）が開業。宮原操車場開設。宮原信号所を宮原聯絡所に、歌島仮信号所を歌島聯絡所に改称。
8月25日：瀬戸川仮信号所が廃止。
9月10日：貨物支線 熱田駅 - 古渡聯絡所 - 千種駅間（古渡線、3.0M≒4.83 km）、梅小路駅 - 丹波口駅間（梅小路支線、後の山陰連絡線、1.8M≒2.90 km）が開業。
1919年（大正8年）
2月25日：木曽川駅 - 岐阜駅間に木曽橋仮信号所（2代目）を開設（廃止日不詳）。
3月11日：八幡駅を近江八幡駅に改称。
4月25日：荒尾聯絡所を開設。
8月1日：支線（美濃赤坂線）大垣駅 - 荒尾聯絡所 - 美濃赤坂駅間（3.1M≒4.99 km）が開業（大垣駅 - 荒尾聯絡所間は重複区間）。美濃赤坂駅が開業。
11月25日：醒ケ井駅 - 米原駅間に寺倉信号所を開設。
東海道本線 歴史
1921年（大正10年）
4月20日：篠原信号所を駅に変更し篠原駅が開業。
5月1日：権現信号所・川上信号所・久保信号所が廃止。
7月20日：桂川信号所・神足信号所・梶原信号所・富田信号所・坪井信号所・水野信号所が廃止。
8月1日：新逢坂山トンネルが完成し、馬場駅 - 京都駅間の現行線（7.2M≒11.59 km）が開業（複線）。馬場駅 - 大谷駅 - 稲荷駅間の旧線（8.3M≒13.36 km）が廃止。稲荷駅 - 京都駅間（1.8M≒2.90 km）は奈良線に編入。大谷駅・大塚信号所・山科駅（初代）廃止。山科駅（2代目）・大津駅（3代目）が開業。大津駅（2代目）を馬場駅に改称。
1923年（大正12年）
月日不明：野里信号場が廃止。
6月1日：吹田操車場が開設。
7月1日：藤枝駅 - 島田駅間に青島信号場を、掛川駅 - 袋井駅間に梅橋信号場を、御油駅 - 蒲郡駅間に大塚信号場を、蒲郡駅 - 幸田駅間に深溝信号場を開設。
9月1日：関東大震災発生。横浜駅舎焼失、根府川駅で土砂に押されて列車が転落するなど大きな被害を受け、東京駅 - 御殿場駅間などが不通となる。順次復旧し10月28日全通。関東大震災の後（大磯駅付近）
東海道本線 歴史
1926年（大正15年）
2月24日：露橋信号場が廃止。
4月3日：草薙信号場を駅に変更し草薙駅が開業。
7月3日：興津駅 - 江尻駅間に袖師仮停車場が開業。
7月8日：京浜電車線 田町駅 - 品川駅間に芝仮信号場を開設（廃止日不詳、以前の伊皿子信号所と同一地点）。
11月10日：草津駅 - 石山駅間に瀬田川仮信号場を開設（廃止日不詳）。
11月15日：歌島信号場 - 東灘駅間複々線化。歌島信号場が廃止。
1928年（昭和3年）
1月19日：名古屋港線 名古屋港駅 - 堀川口駅間（1.2M≒1.93 km）が延伸開業。（貨）堀川口駅が開業。
2月12日：大塚信号場・深溝信号場が廃止。
3月20日：辻堂駅 - 平塚駅間が複々線化。
3月31日：程ヶ谷駅 - 大船駅間が複々線化。
6月2日：白須賀信号場が廃止。
10月15日：横浜駅が現在地に移転、神奈川駅 - 程ヶ谷駅間経路変更（新線は平沼駅のあった旧線跡を転用、改キロなし）。神奈川駅廃止。この時点では横浜駅に京浜線ホームが開業していなかったため、従来の京浜線の横浜駅東口前に仮ホームを設置し、旧横浜駅京浜線ホームを高島口乗降場として残した。
12月1日：（貨）梅田駅・（貨）湊川駅が開業。
12月7日：貨物支線 汐留駅 - 品川駅間が電化。
東海道本線 歴史
1929年（昭和4年）
1月24日：茨木駅 - 吹田駅間が複々線化。
3月15日：吹田駅 - 大阪駅間に千里信号場を開設。
4月9日：熱田駅 - 名古屋駅間に露橋仮信号場を開設。
4月17日：梅橋信号場が廃止。
7月1日：高塚信号場を駅に変更し高塚駅が開業。
7月2日：青島信号場が廃止。
7月3日：三河三谷駅が開業。
8月21日：貨物支線（品鶴線）品川駅 - 鶴見駅間（11.0M≒17.70 km）が開業（複線）。目黒川信号場・新鶴見操車場が開設。鶴見駅 - 横浜駅間が6線化、横浜駅 - 程ヶ谷駅間が複々線化。
9月15日：高島線 入江信号場を駅に変更し（貨）入江駅が開業。
9月16日：高島線 高島駅 - 程ヶ谷駅間（2.1M≒3.38 km）が廃止。
東海道本線 歴史
1930年（昭和5年）
1月26日：横浜駅京浜線ホームが完成し、横浜駅 - 桜木町駅間の現在線が使用開始。高島口乗降場が閉鎖。
2月1日：清水港線 清水港駅 - 清水埠頭駅間（0.5M≒0.80 km）が延伸開業。*（貨）清水埠頭駅が開業。
3月30日：梅小路駅 - 向日町駅間が複々線化。
4月1日：貨物支線（古渡線）熱田駅 - 千種駅間 (3.0M) が廃止。貨物支線 東神奈川駅 - 海神奈川駅間 (2.0 km) を横浜線から編入。名古屋港線 八幡信号場 - 白鳥駅間（1.1M→1.9 km）の起点を名古屋駅に変更 (+3.0 km)。
東海道本線 運行形態
東海道本線全線の運行形態の概要を以下に示す。
1964年の東海道新幹線開業前は、「つばめ」・「はと」・「こだま」をはじめとする優等列車（特急・急行・準急）が多数運転されており、沿線の各都市間を結んでいた。しかし、東海道新幹線の開業後は、都市間連絡鉄道としての機能を新幹線に譲ったため、当路線内のみの優等列車は縮小され、国鉄時代から準急・急行・特急と種別を変えながら最後まで残った「東海」も2007年に廃止された。現在では当路線全線を通して運転する昼行優等列車は設定されておらず、線内のみを運転する優等列車はJR発足後にホームライナーを置き換えた通勤特急「湘南」・「らくラクびわこ」のみとなっている。一方、当路線の一部区間を経由して伊豆半島・甲信地方・岐阜県飛騨地方・北陸地方・北近畿・山陰地方など他路線沿線へ向かう優等列車は現在に至るまで存続し、さらにJR発足後には貨物線などの有効活用によって、新たに南紀方面の列車や成田国際空港・関西国際空港へのアクセス特急が乗り入れるようになった。
三島駅から富士駅までおよび静岡駅から名古屋駅までの区間には定期昼行特急列車の設定がない。一方沼津駅から浜松駅までと名古屋駅から大垣駅までにかけては乗車整理券制のホームライナー（正式には普通列車であり、優等列車ではない）が運転されている。
東海道本線 運行形態
夜行優等列車はかつて、線内で運転される急行列車や、当路線沿線と山陰・四国・九州・北陸・東北方面を結ぶ寝台特急・急行が多数存在し、このうち客車を使用した寝台列車はブルートレインと呼ばれた。しかし、国鉄分割民営化によるJR発足後は、利用者の減少による列車の廃止・統合が進み、東海道本線を定期列車として走行するブルートレインは2012年の「日本海」の臨時列車化をもって姿を消した。現在では定期列車として残る夜行列車は、寝台電車を使用した「サンライズ瀬戸」「サンライズ出雲」のみである。
2024年3月ダイヤ改正時点の東海道本線を走行する列車は以下のとおり。強調表示した区間が東海道本線内を表す。(*)印の駅は全列車が通過する。運転区間・路線は主要なもののみ掲載する。詳細については当該列車の記事を、過去の列車については下記の列車項目および「#関連項目」節で挙げた項目を参照。
昼行特急列車
東海道本線 運行形態
首都圏発着
「ひたち」「ときわ」 ： 仙台駅・いわき駅・勝田駅 - （常磐線・東北本線） - 東京駅 - 品川駅
「成田エクスプレス」 ： 成田空港駅 - （成田線・総武本線） - 東京駅 - 品川駅 - 大船駅・新宿駅
「湘南」 ： 新宿駅・東京駅 - 小田原駅
「踊り子」「サフィール踊り子」 ： 池袋駅・新宿駅・東京駅 - 熱海駅 - （伊東線・伊豆急行線） - 伊豆急下田駅
「踊り子」 ： 東京駅 - 三島駅 - （伊豆箱根鉄道駿豆線） - 修善寺駅
静岡発着
「ふじかわ」 ： 甲府駅 - （身延線） - 富士駅 - 静岡駅
名古屋地区発着
「しらさぎ」 ： 名古屋駅 - 米原駅 - （北陸本線） - 敦賀駅
「ひだ」 ： 名古屋駅 - 岐阜駅 - （高山本線） - 高山駅・富山駅
京阪神地区発着
「ひだ」 ： 高山駅 - （高山本線） - 岐阜駅 - 大阪駅
「らくラクびわこ」 ： 米原駅 - 大阪駅
「はるか」 ： 野洲駅 - 京都駅 - 福島駅(*) - （大阪環状線・阪和線・関西空港線） - 関西空港駅
「サンダーバード」 ： 敦賀駅 - （北陸本線・湖西線） - 山科駅(*) - 大阪駅
「くろしお」 ： 京都駅 - 新大阪駅 - 福島駅(*) - （大阪環状線・阪和線・紀勢本線） - 白浜駅・新宮駅
東海道本線 運行形態
「スーパーはくと」 ： 京都駅 - 神戸駅(*) - （山陽本線・智頭急行智頭線・因美線） - 鳥取駅・倉吉駅
「こうのとり」 ： 新大阪駅 - 尼崎駅 - （福知山線） - 福知山駅・城崎温泉駅
「らくラクはりま」 ： 新大阪駅 - 神戸駅 - （山陽本線） - 姫路駅
「はまかぜ」 ： 大阪駅 - 神戸駅 - （山陽本線・播但線・山陰本線） - 豊岡駅・城崎温泉駅・香住駅・鳥取駅
夜行特急列車
寝台特急「サンライズ瀬戸」 ： 東京駅 - 神戸駅(*) - （山陽本線・宇野線・本四備讃線・予讃線） - 高松駅
寝台特急「サンライズ出雲」 ： 東京駅 - 神戸駅(*) - （山陽本線・伯備線・山陰本線） - 出雲市駅
当路線内では「サンライズ瀬戸」と「サンライズ出雲」は併結運転
ホームライナー
「ホームライナー沼津」「ホームライナー静岡」「ホームライナー浜松」 ： 沼津駅 - 静岡駅 - 浜松駅
「ホームライナー大垣」 ： 名古屋駅 - 大垣駅
東海道本線 運行形態
電化前の客車列車時代には長距離・長編成の普通列車が多く運転されており、中には東京駅から九州の門司駅までの1123.9 kmを丸1日以上かけて運転される普通列車もあった。電車運転となった後にも東京駅 - 米原駅間445.9 kmを走行する普通列車が設定されていたことがある。京浜地区や京阪神地区では戦前から電車（省電・国電）による短距離・高頻度運転が行われていたが、それ以外の地区では長年貨物列車や長距離列車が優先され、地域輸送列車の運転には大きな制約が課せられていた。
しかし、鉄道貨物輸送の減少や新幹線開業による優等列車の減少により線路に余裕が生まれたことにより、1984年からは各地区で近距離旅客列車（いわゆるシティ電車）の増発が行われ、高頻度の地域輸送が実施されるようになった。1987年の国鉄分割民営化によって3社に分割されて以降は、頻回運転の普通列車（快速列車を含む）が各社によって設定され、地域事情に合わせたダイヤや車両が運用されている。
東海道本線 運行形態
民営化から30年以上が経過した現在、普通列車はほとんどが各地区内で完結する運転となり、地区間を跨る列車は少数である。東京駅発着の普通列車は沼津駅が西限、神戸駅・大阪駅発着の普通列車は米原駅が東限である。JR東日本とJR東海の境界駅の熱海駅、JR東海区間では浜松駅・豊橋駅・大垣駅でほとんどが系統分離されており、熱海駅から米原駅まで直通する列車も1999年12月4日のダイヤ改正を最後に廃止され、熱海駅からの列車は豊橋駅まで、米原駅からの列車は浜松駅までの運転に短縮されている。JR東海とJR西日本との境界駅である米原駅では完全に系統分離されている。また、各都府県の中心駅を始発・終着とせずに通し運転する列車が多いのが特徴となっている。
以下に、各地区ごとの普通列車の運行形態の概要を述べる。
東海道本線 運行形態
この地区の東海道線中距離列車（電車列車の導入以来民営化までは「湘南電車」と呼ばれていた）は、後述する各系統と並行する東京駅 - 大船駅間においては一部の駅にのみホームがある列車線で運転される。横須賀線との線路分離後から民営化後にかけては列車本数の増発や定員の増加による輸送力増強、快速列車や通勤ライナー（2021年に特急に置き換え）の設定などの輸送改善が行われた。2001年から湘南新宿ライン（後述）の乗り入れで渋谷・新宿・池袋の副都心地区へ1本の列車で結ばれるようになり、1973年以来となる高崎線への直通列車も設定された。また、1973年に廃止となった東京駅以北の上野駅および東北本線（宇都宮線）・高崎線との直通運転が上野東京ラインの愛称にて2015年3月改正から復活し、併せて常磐線（近距離快速電車含む）から品川駅までの乗り入れが開始された。一方でJR東海管内へ直通する普通列車は民営化後に徐々に削減され、現在では沼津駅発着の列車が朝夕夜に残るのみで、国府津駅から御殿場線への直通は2012年に廃止。また伊東線直通列車も朝夕夜が中心となった。
東海道本線 運行形態
日中は、東京駅経由列車は1時間あたり普通6本が運転される。半数の列車は平塚駅または小田原駅以東での運転となり、小田原駅 - 熱海駅間は毎時3本の運転となる。湘南新宿ラインは特別快速が小田原駅以東で毎時1本、快速（戸塚駅以西は普通と同じく各駅に停車）が平塚駅以東で毎時1本運転される。平日朝ラッシュ時の上り方面は2 - 3分間隔の高密度運転となり、ほかに夕ラッシュ時下り方面には東京駅始発の快速「アクティー」も運転されていた（2023年3月廃止）。
京浜地区では東海道線の列車と並行して、古くから長・中距離列車と分離した近距離電車の運転が行われ、現在も以下の運転系統がそれぞれ決められた線路で運転されている。これらは基本的には「東海道線」とは案内されないが、正式には一部区間が東海道本線に該当する。
横須賀線 ： 東京駅から横浜駅・大船駅を経由して三浦半島の逗子駅・久里浜駅方面とを結ぶ系統。東京駅 - 大船駅間が東海道本線に該当する。東海道線列車と長らく線路を共用していたが、1980年より独立した線路での運転となり、先だって1976年より地下線で東京駅 - 品川駅間に乗り入れていた総武本線（総武快速線）との直通運転を開始。品川駅 - 鶴見駅（通過）間は支線の品鶴線経由となった。横浜駅以西では東海道線列車の止まらない保土ケ谷駅と東戸塚駅に停車する。
東海道本線 運行形態
以下では、JR東日本の東海道本線に属する各路線系統別の停車駅の比較を表に示す。旅客駅のみ記載。藤沢駅 - 熱海駅・羽沢横浜国大駅は省略。
静岡地区では国鉄末期の1984年より、静岡駅を中心とした区間に短距離列車「するがシャトル」を設定して高頻度・等時間隔ダイヤ運転が開始され、民営化後は静岡駅周辺に加えて三島駅・沼津駅周辺、浜松駅周辺の3都市圏に重点を置いたダイヤが組まれた。この静岡地区では都市圏の範囲が他地域に比べて狭く、各駅停車による近距離輸送が中心となっており、名古屋地区から乗り入れる快速列車も含めて各駅に停車する。
日中、三島駅 - 沼津駅間では毎時5本、興津駅 - 静岡駅 - 島田駅間では毎時6本、掛川駅 - 浜松駅間では毎時4本、それ以外の区間では毎時3 - 4本の普通が運転される。一部、御殿場線や身延線との直通が行われているほか、熱海駅 - 沼津駅間ではJR東日本との直通列車、浜松駅 - 豊橋駅間では名古屋地区との直通列車がある。
名古屋地区では豊橋駅- 名古屋駅 - 岐阜駅間で競合する名古屋鉄道への対抗のため、1971年より電車による快速列車が登場した。1980年代以降は列車本数の大幅な増加や等時隔ダイヤ化により“国電型ダイヤ”が形成され、さらに民営化後は新快速・特別快速といった新列車種別の設定、武豊線直通列車の拡大などが行われ、現行のダイヤに至っている。
東海道本線 運行形態
日中は新快速・快速列車が豊橋駅 - 名古屋駅 - 大垣駅間で毎時4本、各駅に停車する普通が豊橋駅 - 岡崎駅間で毎時2本、岡崎駅 - 大府駅間で毎時3本、大府駅 - 名古屋駅 - 岐阜駅間で毎時4本、大垣駅 - 米原駅間で毎時2本の運転であり、岐阜駅 - 大垣駅では快速列車が各駅停車の役割を担う。静岡地区との直通列車があるほか、朝夕夜を中心に大府駅 - 名古屋駅間などで武豊線との直通列車が運転される。
大垣駅 - 美濃赤坂駅間の支線（美濃赤坂線）は、朝夕夜は毎時1 - 2本、日中は2 - 3時間に1本の運転で、2012年より一部列車を除きワンマン運転が行われている。
東海道本線 運行形態
神戸駅以西の山陽本線・赤穂線、および米原駅から北へ伸びる北陸本線の直流電化区間と一体化した運転体系である。京都駅 - 大阪駅 - 神戸駅間の京阪神間では阪急電鉄・京阪電気鉄道・阪神電気鉄道と競合するため、対抗策として戦前から急行電車 による速達運転が行われ、現在ではその流れを受け継ぐ快速に加えて1970年に新設された新快速が頻繁に運転されている。なお快速は高槻駅以東（朝は京都駅以東）では普通として運転される。ほかに京阪神間では通勤型電車を使用した普通（緩行電車）も運転されている。国鉄末期の1986年改正以降は草津駅以西の方向別複々線が有効活用され、基本的には列車の速さで線路を使い分ける形態だが、時間帯や区間に応じて柔軟に使い分けされている。
日中のダイヤでは1時間あたり米原駅 - 野洲駅間で新快速1本と普通2本、野洲駅 - 草津駅間では新快速2本と普通4本、草津駅 - 山科駅間で新快速3本と普通4本、山科駅以西では湖西線直通の新快速1本を加えた新快速4本と快速（高槻駅以東普通）4本の体制となっている。朝夕には草津線に直通する列車も運転されるが、JR東海大垣駅への直通は2016年3月改正で終了した。緩行電車は高槻駅以西で日中1時間あたり8本の運転で、1997年のJR東西線開通時より尼崎駅経由で高槻方面と福知山線（JR宝塚線）相互、神戸方面とJR東西線・学研都市線相互の直通運転が行われている。
上記以外に山科駅 - 京都駅間では京都駅発着の湖西線列車、新大阪駅 - 大阪駅間では大阪駅発着のおおさか東線列車、大阪駅 - 尼崎駅間は大阪駅発着の福知山線列車が乗り入れている。
貨物列車は新橋駅 - 横浜駅開業から約1年後の1873年9月15日に運転が開始され、以来、国鉄末期に運転規模の大幅縮小はあったものの、東海道本線では約140年間にわたって貨物列車の運転が続いている。
2014年3月改正時点では、鶴見駅と吹田貨物ターミナル駅との間には、定期列車で1日35 - 40往復ほどのコンテナ高速貨物列車が運転されている。このうち1往復は東京貨物ターミナル駅と桜島線安治川口駅とを結ぶM250系貨物電車（スーパーレールカーゴ）を使用した列車であり、両駅間を6時間12分で結んでいる。首都圏と名古屋圏・京阪神圏とを結ぶ列車のほか、北海道・東北・山陽・九州などを発着する列車も当路線を経由しており、加えて米原駅・山科駅以西では北陸本線などの日本海縦貫線に直通する列車が1日10往復ほど運転されている。これらの列車の多くは、旅客列車の運転の少ない深夜帯に当路線を走行しており、多い時間帯には1時間当たり6本の貨物列車が走っている。また、石灰石輸送などを目的とした専用貨物列車が大府駅 - 稲沢駅間や笠寺駅 - 美濃赤坂駅間で運転されている。新規製造された鉄道車両の甲種輸送も不定期に行われている。
東海道本線上の駅で定期貨物列車の発着があるのは、東京貨物ターミナル駅・川崎貨物駅・横浜羽沢駅・相模貨物駅・沼津駅・富士駅・静岡貨物駅・西浜松駅・稲沢駅・岐阜貨物ターミナル駅・京都貨物駅・吹田貨物ターミナル駅・大阪貨物ターミナル駅である（2014年3月15日改正時点）。また川崎貨物駅・笠寺駅・美濃赤坂駅で貨物専用路線に接続している。
なお首都圏の小田原駅以東および大阪付近の茨木駅 - 尼崎駅間では、貨物列車は旅客列車とは別の専用の線路を走行し（貨客分離）、特に東戸塚駅以東と新大阪駅 - 尼崎駅間では走行経路も旅客列車とは異なっている。また名古屋駅 - 稲沢駅（上り線は尾張一宮駅）間では通称“稲沢線”と呼ばれる貨物専用の線路が並行する。
荷物列車
国鉄時代には、旅客列車・貨物列車のほかに荷物列車も運転されていた。旅客列車の下り大阪・神戸側に荷物車を連結することがあったほか、機関車牽引の荷物専用列車も運転された。これらは民営化直前の1986年11月にすべて廃止されている。廃止直前の時点では、汐留駅と九州とを結ぶ急行荷物列車が1日5往復、岐阜駅と東北本線青森駅とを結ぶ急行荷物列車が1日1往復、貨物列車と同様の経路で運転されていた。
修学旅行列車
1959年からは155系電車などの専用車両を使用した「ひので」「きぼう」「こまどり」などの列車名を名乗る修学旅行列車が運転された。これらは1965年ごろにピークを迎えたが、やがて修学旅行輸送は新幹線へと移行し、在来線の修学旅行列車は1973年までに姿を消した。
東海道本線 使用車両
この節では当路線でこれまで使用されてきた主な車両を、普通列車用・優等列車用・機関車などの3項目に分けて列挙する。
旅客列車に関しては開業時から電化完成後しばらくの間まで、主に機関車（電化前は蒸気機関車、電化後は電気機関車）が客車を牽引する客車列車が多く運用されていた。1950年（昭和25年）より東京口において中距離電車の運転が始まって以降は客車列車の電車化が進み、1968年（昭和43年）10月からは他路線に直通する列車を除いて全面的に電車運転となった。なお直流電化である当路線内で運転される電車は基本的に直流用電車であり、交流電化の常磐線や北陸本線などに直通する列車には交直流電車、非電化線区に直通する列車には気動車（ディーゼルカー）が用いられている。貨物列車は1日1往復の電車式“スーパーレールカーゴ”を除き、機関車が貨車を牽引している。
ここでは貨車・事業用車および国鉄時代に使用された郵便車・荷物車は割愛する。運用区間や車両仕様などの詳細情報は車両の記事または本記事冒頭で挙げた地域別の記事を参照。
東海道本線 使用車両
東海道本線内運行の優等列車（特急列車・急行列車）用の車両と運用列車を挙げる。前述のとおり、現在は東海道本線経由で三大都市圏間を結ぶ昼行列車は存在せず、直通先の路線環境や列車の用途に合わせた性能や車内設備を持った車両が各社によって設計・投入されている。一部の普通列車や通勤ライナーに運用されるものも存在する。
以下、事業者名のないものは国鉄の形式または国鉄からJR各社に継承された形式である。*印が付いた車両は現在運用中の車両。
東海道本線 使用車両
直流電車
80系（300番台車） ： 準急「あまぎ」・「東海」・「比叡」
151系・181系 ： 「こだま」・「つばめ」・「はと」など特急
153系 ： 「東海」・「比叡」など各準急・急行、東京駅 - 大垣駅間の夜行列車（大垣夜行）、京阪神地区の新快速、名古屋地区の快速
155系・159系・167系 ： 修学旅行用団体列車「ひので」・「きぼう」など
157系 ： 「ひびき」・「あまぎ」など特急・急行
165系 ： 「東海」「ごてんば」など急行、大垣夜行など
183系・189系 ： 特急「あまぎ」・「踊り子」・首都圏の通勤ライナー・臨時快速「ムーンライトながら」
183系700番台（485系からの改造車） ： 特急「北近畿」→「こうのとり」
185系 ： 特急「踊り子」、首都圏の通勤ライナー・普通・臨時快速「ムーンライトながら」
381系 ： 特急「しなの」・「くろしお」「こうのとり」
東海道本線 使用車両
直流電車
JR東日本251系 ： 特急「スーパービュー踊り子」、「おはようライナー新宿」「ホームライナー小田原」
JR東日本253系 ： 特急「成田エクスプレス」
*JR東日本E257系 ：特急「踊り子」「湘南」。過去は首都圏の通勤ライナー
*JR東日本E259系 : 特急「成田エクスプレス」
*JR東日本E261系 ：特急「サフィール踊り子」
JR東日本E351系 ： 首都圏の通勤ライナー
JR東海371系 ： 静岡地区のホームライナー
*JR東海373系 ： 特急「ふじかわ」、静岡地区のホームライナー・普通。過去には特急「東海」、快速「ムーンライトながら」、名古屋地区のホームライナーなど
JR東海383系 ： 特急「しなの」、夜行急行「ちくま」
*JR西日本281系・271系 ： 特急「はるか」
*JR西日本283系 ： 特急「くろしお」（2012年3月改正までは「オーシャンアロー」）
*JR西日本・JR東海285系 ： 寝台特急「サンライズ瀬戸」「サンライズ出雲」
*JR西日本287系 ： 特急「くろしお」「こうのとり」
*JR西日本289系 ： 特急「くろしお」「こうのとり」「らくラクはりま」
東海道本線 使用車両
交直流電車
*JR東日本E657系 ： 特急「ひたち」「ときわ」
*JR西日本681系 ： 特急「サンダーバード」「しらさぎ」「らくラクびわこ」、名古屋地区のホームライナー。
*JR西日本683系 ： 特急「サンダーバード」「らくラクびわこ」「まほろば」「らくラクやまと」。過去の2000番台車と現行の元北越急行8000番台車は特急「しらさぎ」、名古屋地区のホームライナー
東海道本線 使用車両
当路線の普通列車（快速列車を含む）に使用される車両は、国鉄時代は片側2扉クロスシートの80系や片側3扉セミクロスシートの113系などの共通仕様の車両が全線で運用されていた。しかし1980年代以降、並行他社線との競争の激しい京阪神地区や名古屋地区において、快適性を重視した片側2扉転換式クロスシートの117系が快速列車用に投入されたのを皮切りに、地域実情を考慮した車両が投入されていくようになる。国鉄分割民営化後はこの流れがさらに進み、旅客3社各々が独自仕様の車両を投入・運用している。ラッシュ時の混雑率の高いJR東日本の首都圏地区では混雑緩和に重点が置かれ、ロングシートの増加や2階建て車両の投入によって定員を増やし、E217系以降の新系列車両では扉も通勤形車両と同様の片側4箇所として乗降時間の短縮が図られている。近距離輸送が中心のJR東海静岡地区も、民営化後に投入された車両はロングシートが中心となっている。一方、JR東海の名古屋地区やJR西日本の京阪神地区では、117系の転換式クロスシートを継承しつつ、扉を113系などと同様の片側3箇所とした車両が主力として運用されるようになった。
JR東日本
東海道本線 使用車両
JR東日本の車両はグリーン車を除き片側4扉である。東海道線・湘南新宿ラインではロングシートに加えて一部車両にセミクロスシートを装備しグリーン車2両を連結した近郊タイプの車両が使用されており、基本編成10両+付属編成5両の最長15両編成を組む。
並行する各系統の電車は、東海道線列車・湘南新宿ラインとは異なる車体色で色分けされた各系統専用の車両・編成が運用されている。
JR東海
JR東海の普通列車（快速含む）用車両は片側3扉の近郊型である。静岡地区（熱海駅 - 浜松駅間）と名古屋地区（豊橋駅 - 米原駅間）とで運用される車両が分かれているが、浜松駅 - 豊橋駅間では両地区の車両がどちらも運用されているほか、掛川駅 - 浜松駅間などでも名古屋地区用の車両の運用がある。静岡地区用の車両はロングシート（一部は転換式クロスシート）で2両・3両単位で連結され、名古屋地区用の車両は転換式クロスシート（一部はロングシート）でおおむね4両・6両・8両編成を組む。
JR西日本
東海道本線 使用車両
新快速・快速（快速は高槻駅または京都駅以東で普通として運行）には片側3扉転換式クロスシートの近郊型車両が6・8・10・12両編成で使用され、新快速は多くの列車が12両編成であり、一部の新快速では9号車に定員制有料指定席車である「Aシート」車が連結される。京阪神間を中心に運行される普通（緩行電車）には片側4扉ロングシートの通勤型車両7両編成が使用される。
以下に東海道本線の地域輸送で使用される車両の一覧を示す。*印の付いた車両は現在運用されている車両である。なお間合い運用などで使用される特急用・急行用車両は前節参照。また、山手線、京浜東北線、横須賀・総武快速線、常磐快速線、相鉄線直通列車、横浜線、京阪神緩行電車、および当路線に乗り入れる湖西線・福知山線、おおさか東線、過去に乗り入れた二俣線（現在の天竜浜名湖鉄道天竜浜名湖線）などの車両の一覧は各路線記事を参照。
直流電車
52系 ： 京阪神地区の急行電車 で運用。
80系 ： 初代“湘南電車”。全線で運用され、普通列車や京阪神快速のほか準急にも使用。
70系 ： 名古屋地区で運用。
40形・14形・47形 ： 静岡地区、垂井線、美濃赤坂線で運用。
111系
113系 ： 東海道本線全線で運用されていたが、名古屋地区では1999年、京阪神快速では2004年、首都圏地区では2006年、静岡地区では2007年に運用終了。2023年までJR西日本の草津線・湖西線直通列車で運用。
115系 ： 静岡地区などで2007年まで運用。
*117系 ： 京阪神地区新快速、名古屋地区快速用として投入され、京阪神快速では1999年、名古屋地区では2013年3月15日まで運用。2023年までJR西日本の草津線・湖西線直通列車で運用。現在は臨時特急「WEST EXPRESS 銀河」でのみ運用。
119系 ： 静岡地区で「するがシャトル」として1986年から1989年まで運用。
211系 ： 首都圏および名古屋地区では2012年、静岡地区では2025年まで運用されていた。
213系 ： 名古屋地区で2012年まで運用。
特記のないものは直流電車。
JR東日本
215系 ： 2021年まで「湘南ライナー」で運用。2001年までは快速「アクティー」、2004年までは湘南新宿ラインでの運用もあった。
E217系 ： 東京駅 - 熱海駅間で2015年まで運用。
*E231系 ： 近郊タイプ（1000番台）車両が運用。一部はJR東海沼津駅まで直通する。
*E233系 ： 3000番台車が運用。一部はJR東海沼津駅まで直通する。相鉄線直通列車には7000番台車が使用される。
JR東海
311系 ： 2025年6月30日まで運用。名古屋地区での運用を中心に平日の一部列車は浜松駅まで乗り入れていた。
*313系 ： 名古屋地区で0・300・1100・5000番台車など、静岡地区で1300、2300、2500、2600、3000、8000の各番台が運用される。
*315系 ： 名古屋地区・静岡地区で3000番台車が運用される。
キハ75形・キハ25形気動車 ： 武豊線直通列車とその関連運用で2015年まで運用。
JR西日本
*221系：湖西線直通と草津線直通の普通や、おおさか東線直通の直通快速、普通として運用。2000年までは新快速、2024年までは快速でも運用されていた。2016年までは大垣駅直通の運用もあった。
*223系：1000・2000番台車が新快速・快速、2500番台車と6000番台車が湖西線直通と草津線直通の普通として運用。1000番台の一部は定員制有料指定席「Aシート」車。2016年までは大垣駅直通の運用もあった。
*225系：0・100番台車が新快速・快速として運用。700番台は定員制有料指定席「Aシート」車。2016年までは大垣駅直通の運用もあった。
*207系、*321系：普通として運用、福知山線に直通する一部の列車は快速、普通（塚本通過）として運用。
当路線内で貨車や客車の牽引に使用されてきた機関車を挙げる。便宜上、貨物用電車もここに含める。基本的に交直流電気機関車は北陸本線との直通列車に使用され、それ以外の当路線内運用には直流電気機関車が用いられる。また京浜地区や静岡・名古屋・大阪周辺の短い区間でディーゼル機関車も運用されている。
東海道本線 沿線概況
明治政府は当初、幹線ルートを海路との競合を避けるために中山道沿いにすると決定したものの、山岳地帯への敷設が困難なことから東海道ルートに変更した経緯がある。東海道ルートに変更した際に、すでに開業していた区間は最大限に活用する形で早期に東西両京を結ぶことを目指したため、中山道ルートを前提として路線が当時までに開業していた熱田駅 - 草津駅間のルートは旧東海道から外れている。元来の東海道筋である三重県側（旧・伊勢国）には、私設鉄道の関西鉄道によって関西本線・草津線が敷設されている。
海岸沿いを通る区間は少なく、早川駅 - 熱海駅間および蒲原駅 - 興津駅間が海沿いに敷設されているほかは、国府津駅・吉原駅・用宗駅・弁天島駅付近でわずかに海岸沿いを通る程度である。また品川駅や横浜駅の近辺は元々海岸線に近いところに敷設され、用地が取得できなかった品川駅は造成した埋立地の中に、横浜駅の手前の区間は遠浅の海の中に盛り土をして作られたが、どちらも後の埋め立てで海岸沿いからは離れている。
東海道本線 沿線概況
海岸線から離れた所に敷設されているのは、軍部が他国艦隊による鉄道への艦砲射撃を恐れて山間部に敷設することを要請したからという説がある。明治期に鹿児島本線の八代駅 - 鹿児島駅間（八代駅 - 川内駅間は現在の肥薩おれんじ鉄道線）を当初海岸沿いではなく山間ルート、現在の肥薩線のルートで敷設したのと同様である。また昭和期には浜名湖にかかる橋梁の爆撃を恐れ、二俣線（現在の天竜浜名湖鉄道天竜浜名湖線）を東海道本線のバイパスルートとして開業させ、橋脚が多い同線の小田原駅 - 熱海駅間が爆撃が受けた場合に備え、小田急小田原線（当時は東京急行電鉄の所有）と御殿場線が代替として活用できるよう、松田駅構内に連絡線を設けさせようとした事例もある。松田駅の連絡線は戦中には完成しなかったが、戦後に直通列車の運転実施のため開通した。
一方で当時の土木技術や車両性能から、トンネルや勾配を抑えるために敷設条件が限られた、という説も有力である。東海道の海岸沿いは地形が険しい箇所も多く、また内陸のルートより遠回りになる場合もある。地形がきつい旧東海道の豊橋 - 岡崎間や鈴鹿峠からは大きく外れたルートを取り（ただし、後に名鉄名古屋本線や関西本線・草津線がそれら地域の便を図る形で開業した）、京都駅 - 大阪駅では京街道の対岸（概ね旧山陽道沿いのルート。ただし後に京街道沿いにも京阪本線が開業した）を通した。
東海道本線 沿線概況
なお国府津駅 - 沼津駅間の箱根峠迂回路や関ケ原周辺、それに大津駅 - 京都駅間の逢坂山越えでは開業後に編成が長大化した後、勾配緩和によって補助機関車の連結を解消することを目的とし、路線の付け替えが行われている。
以下に東京駅 - 神戸駅間の本線全線および大垣駅 - 美濃赤坂駅間の支線の線路および沿線の概況について記す。なお品川駅 - 武蔵小杉駅 - 鶴見駅間の支線（品鶴線）については「横須賀・総武快速線」を、東海道貨物線・梅田貨物線・北方貨物線については各記事を参照。
東海道本線の起点・東京駅はJR新幹線・在来線各線が集中するターミナル駅。21世紀に入って以降、皇居側丸の内口の赤レンガ駅舎が開業当時の外観に復原されたほか、八重洲口側には高層ツインタワー「グラントウキョウ」が建設された。東海道線列車と横須賀線電車はかつて同駅を運転上の起点としていたが、1980年から横須賀線は地下線を経由して東に伸びる総武本線と繋がり、2015年3月14日からは北に伸びる東北本線（宇都宮線）・高崎線・常磐線の列車が上野東京ラインを経由して東海道線列車線に直通している。
東海道本線 沿線概況
品川駅までの東京都心部では、地上の海側（進行方向左側）の東海道線の複線（列車線）と、内陸側（進行方向右側）の山手線・京浜東北線が使用する複々線（電車線）との6線が東海道新幹線と並行して南へ進み、加えて地下に横須賀線用の複線が敷設されている。また、田町までの各駅からは地下鉄（東京メトロ・都営）各線が接続する。有楽町駅を過ぎると新橋駅。現代の新橋駅は二代目で、日本最初の鉄道として新橋駅 - 横浜駅間が開業したときの初代新橋駅は現在の駅の東、国鉄末期まで存在した貨物専用の汐留駅の位置にあった。現在同駅の跡地は再開発が進み、ゆりかもめの駅もある。次の浜松町駅からは東京モノレールが1 kmほど東海道本線に並行。また東海道新幹線の向こう側に休止中の東海道貨物線（大汐線）が並行し、新幹線回送線とともに臨海部の東京貨物ターミナル駅方面へ続く。田町駅を過ぎると列車線の上下線が分かれ、間に東京総合車両センター田町センターを挟む。かつては広大な車両基地であったが跡地の再開発が進行し、山手線・京浜東北線の高輪ゲートウェイ駅が開業した。横須賀線が地上に上がると、東海道新幹線と京急本線が接続する都心南部のターミナルである品川駅に至る。この駅は特急列車を含む常磐線直通列車の始発・終着駅となっている。ここまでの駅のうち、東海道線と横須賀線は東京・新橋・品川の3駅のみにホームがある。
東海道本線 沿線概況
品川駅を出ると京急本線をくぐり、続いて横須賀線電車が経由する東海道本線支線（品鶴線）が、山手線や東海道新幹線とともに内陸側に離れ、本線は東海道線と京浜東北線の線路別複々線となる。この先、京急本線や国道15号（第一京浜）とともに川崎を目指して南南西へ進む。山手線の車両基地（東京総合車両センター本区）沿いを過ぎると京浜東北線大井町駅へ。続いて住宅街を進み、同線大森駅・蒲田駅を過ぎる。このうち大井町駅と蒲田駅からは、都内南部を走る東急各線が接続。六郷川橋梁で多摩川を越えると、東京都区部から神奈川県川崎市へ移り、南武線が接続する川崎駅に至る。
東海道本線 沿線概況
ここから横浜駅までは海側の京急本線と並行しながら住宅地を進む。南武線浜川崎支線（南武支線）をくぐると、海側から東海道貨物線が並行して横浜市へ。続いて内陸側から品鶴線が貨物線（武蔵野線〈武蔵野南線〉重複区間）と横須賀線線路との複々線で現れ、前者は東海道貨物線に合流、後者は右隣に並行する。鶴見川を渡ると京浜東北線と鶴見線の接続駅で、貨物線のジャンクションでもある鶴見駅。同駅を過ぎると京急線花月総持寺駅付近で横浜羽沢駅を経由する東海道貨物線が地下に潜り内陸側に、続いて京急線生麦駅付近で同貨物線から分岐した支線（高島線）が海側に離れ、代わって京浜東北線が東海道線の左へ移る。品鶴線（貨物線側）と東海道貨物線横浜羽沢駅方面は特急「湘南」の一部が経由するほか、相鉄新横浜線経由で相模鉄道直通電車も乗り入れる。横須賀線・東海道線・京浜東北線の3複線で進み、京浜東北線新子安駅を過ぎると、内陸側から横浜線が京浜東北線に合流し、両線の接続駅である東神奈川駅。同駅手前より国道1号（第二京浜）が並行し、同国道と首都高速神奈川2号三ツ沢線をくぐると横浜駅へ至る。同駅は地上のJR各線・京急本線・相鉄本線、地下の東急東横線・みなとみらい線・横浜市営地下鉄ブルーラインの合計6社局が乗り入れる。京浜東北線は同駅から根岸線に直通するが、日本最初の鉄道開業時の横浜駅は現在の同線桜木町駅の位置にあり、同線が磯子駅まで延伸されるまで現在の横浜駅 - 桜木町駅間は東海道本線に属していた。東海道新幹線は内陸部の新横浜駅に発着し、横浜駅からは横浜線または地下鉄線で連絡している。
東海道本線 沿線概況
京急本線と根岸線が横浜駅で海側へカーブして離れ、東海道本線右隣には相鉄本線が同線西横浜駅付近まで並行。同線が離れると東海道線と横須賀線の複々線で住宅街を進む。左側に国道1号（東海道）が並行し、横須賀線保土ケ谷駅を過ぎ右にカーブ。ここから多摩丘陵と三浦丘陵に挟まれた谷間を進み、保土ヶ谷バイパスをくぐった後に両線が少し離れてトンネルを抜ける。このうち東海道上り線の清水谷戸トンネルは日本の鉄道トンネルとしては現役最古である。内陸側から東海道貨物線が現れ横須賀線の右隣に並行し、離れていた東海道線が近づき3複線となる地点に横須賀線東戸塚駅がある。緩いS字カーブを描きながら工場群の中を進み、横須賀下り線が東海道線の左へ移り方向別複々線となると、地下鉄ブルーラインも接続する戸塚駅へ。さらに柏尾川沿いに南下すると横須賀上り線が左へ移り、海側から根岸線が現れて大船駅となる。同駅は横浜市と鎌倉市に敷地が跨っており、横須賀線・根岸線との結節点であるほか、湘南モノレール江の島線も発着している。
東海道本線 沿線概況
大船駅からは西に進み、一般に湘南と呼ばれる地域へと向かう。大船駅を過ぎると横須賀線が海側に離れ、ここから小田原駅までは旅客線と貨物線の線路別複々線区間となる。工業地帯を抜け、横須賀線の車両基地・鎌倉車両センターに沿い湘南貨物駅跡地を通過。その後境川を渡ると藤沢駅。同駅ではスイッチバック構造の小田急江ノ島線のほか、駅前ロータリーの向かい側から江ノ電が接続する。小田急江ノ島線をくぐり、周辺で再開発が進む辻堂駅を過ぎると、ここから国府津駅まではおおむね国道1号（東海道）と並行する。住宅密集地や工場群の中を進み、右側の茅ヶ崎運輸区を過ぎると相模線が接続する茅ケ崎駅。そして新湘南バイパスをくぐると周辺に田畑が点在するようになる。湘南の海を遠望できる相模川を渡ると、再びビルやマンションが建ち並ぶ市街地に入り、湘南地域の中央に位置する平塚駅へと至る。
東海道本線 沿線概況
平塚駅から小田原駅までは1979年（昭和54年）に複々線化が完成した区間で、この間に踏切は無い。平塚市から中郡に入り、貨物線にある相模貨物駅を通過。花水川を渡ると、線路は東京駅から続いた関東平野から、大磯丘陵と相模湾に挟まれた低地へと移り、また沿線は田畑の比率が高くなる。大磯駅と二宮駅を過ぎると相模湾に近づき、左側奥に国道1号と西湘バイパスが並行して小田原市内の国府津駅に至る。開業当初はここから箱根山を北に迂回して御殿場駅を経由する経路であったが、後述の丹那トンネルの開業後に現ルートとなった。現在の国府津駅ではその旧ルートであるJR東海御殿場線と、JR東日本国府津車両センターへの回送線が分岐する。ここより相模湾から離れ足柄平野に入り、貨物線上の西湘貨物駅と旅客線の鴨宮駅を過ぎ、右側から東海道新幹線が並行。酒匂川を渡って市街地に入り、国道255号と伊豆箱根鉄道大雄山線を跨ぐと内陸側から小田急小田原線が現れ、在来線（JR東日本）・新幹線（JR東海）と伊豆箱根・小田急・小田急箱根の5社の接続駅である小田原駅に至る。同駅構内で旅客線と貨物線が合流し、この先東海道本線は名古屋駅まで複線のみとなる。
東海道本線 沿線概況
小田原駅からは、箱根峠を越える国道1号（東海道）から離れて相模湾沿いを南南西に向かい、JR東海三島駅までは東海道新幹線とほぼ並行する。小田原駅を出ると小田原城の西側を過ぎてトンネルを抜け、小田急箱根鉄道線（箱根登山電車）が内陸側に離れる。西湘バイパスをくぐり、早川を渡ると市街地の南端に位置する早川駅。この付近から熱海駅までは国道135号と並行。また箱根山の外輪山が海岸近くまで迫り、カーブやトンネルが多く存在する。トンネルを5つ抜けると、相模湾に面した根府川駅を過ぎ、上路平行弦ワーレントラス橋の白糸川橋梁を渡る。次の真鶴駅の手前には真鶴トンネルがあるが、同トンネルの区間はかつて現在より海側を通っていた。真鶴半島の付け根にあり真鶴漁港の最寄駅である真鶴駅を過ぎ、トンネルを抜けて盆地部に出ると、湯河原温泉の最寄り駅・湯河原駅。同温泉を流れる千歳川を渡ると神奈川県から静岡県に移り、東海道本線で2番目に長い 泉越トンネルへ。さらにトンネルを抜けて伊豆山を越すと、伊豆半島の玄関口のひとつである熱海駅に至る。新幹線接続駅であるほか伊東線が分岐しており、在来線駅はJR東日本が管轄するJR東海との境界駅である。熱海市は温泉都市であり、駅から南東側の相模灘沿岸に温泉街がある。
東海道本線 沿線概況
熱海駅を出ると伊東線の来宮駅がある。隣に並行している東海道本線にホームは無いが、熱海駅で折り返す車両の留置線がある。そのすぐ西側から、東海道本線最長の丹那トンネルに入り、来宮駅上り場内信号機の地点から線路の管轄がJR東日本からJR東海へと移る。全長7,804mの同トンネルで伊豆半島付け根の丹那山地の下を抜けると、山間部にある函南駅。同駅からはトンネルを抜けつつ勾配を下っていき、山地を抜けると新幹線接続駅の三島駅。伊豆への西の玄関口でもあり、伊豆箱根鉄道駿豆線が分岐している。
東海道本線 沿線概況
三島駅から富士駅までは富士山・愛鷹山の南側の平地を西へ向かい、また静岡市までは国道1号や東名高速道路に近いルートを通る。東海道新幹線が内陸側へ離れ、黄瀬川を渡る手前で内陸側から御殿場線が近づく。同線が東海道本線として使用されていた時代は現在の下土狩駅が三島駅となっていた。その御殿場線が合流すると沼津駅。かつては沼津港駅に通じる貨物支線が分岐していたほか、機関車の基地である沼津機関区が併設されていた。同市内の片浜駅手前からは、旧東海道を挟んで千本松原が駿河湾沿いに吉原駅付近まで続く。原駅を過ぎ、東田子の浦駅からは製紙の街・富士市に入り、工場・倉庫群の中を進む。田子の浦港近くにある吉原駅からは岳南電車岳南線が接続。次の富士駅からは身延線が接続しているほか、沿線の製紙工場への専用線が分岐している。また東海道新幹線の新富士駅は富士駅から直線距離で1.5 kmほど離れている。
東海道本線 沿線概況
富士駅を出ると身延線と分かれた後、富士川を渡る。その後山地を避けて左にカーブして南へ向かい、富士川駅を出て東海道新幹線をくぐる。再び西へ向きを変え、次の新蒲原駅からは静岡市内の駅となる。蒲原駅を過ぎると興津駅手前までは山地が駿河湾沿岸まで迫り、東海道本線と国道1号・東名高速道路が駿河湾沿いに集中して南西へ向かう。その途中にある由比駅付近は由比漁港で揚がるサクラエビやシラスを名産とした観光地となっている。薩埵（さった）峠付近で東名高速道路が内陸側に離れ、海岸沿いを進むと国道52号をくぐり興津駅、そして清水港付近の倉庫や工場群の中を進むが、その途中には臨時駅であった袖師駅跡地がある。清水港近くにある清水駅は景勝地・三保の松原の最寄駅であり、かつては国鉄清水港線が分岐していた。
東海道本線 沿線概況
清水駅からは駿河湾沿いから離れて静岡平野を南西へ進む。清水駅を出ると左隣に静岡鉄道静岡清水線が2 kmほど並行。この区間では1950年（昭和25年）に事故で不通になった東海道本線の列車が静鉄線を走行したことがある。静鉄線と分かれると東海道新幹線が用宗駅まで並行。有度丘陵（日本平）の北側に位置する草薙駅は草薙神社の最寄駅。東名高速道路をくぐった後、上下線の間に静岡貨物駅を挟み、その構内の上を静鉄線が跨いでいく。同貨物駅構内が終わると貨物操車場跡地の再開発商業地区に設置された東静岡駅。周辺は静岡県コンベンションアーツセンター（グランシップ）があり高層住宅などの再開発が進んでいる。高架に上がると静岡車両区からの回送線が合流し、静岡市の中心駅で新幹線接続駅でもある静岡駅。駅北側の繁華街の中に静鉄新静岡駅、さらにその北側に静岡県庁をはじめとする官公庁街がある。
東海道本線 沿線概況
静岡駅を出ると安倍川を渡る。この先、旧東海道や国道1号は山間に廻り宇津ノ谷峠を越すが、東海道本線は峠を避けて海岸沿いへ向かう。静岡市内の安倍川駅を経て再び駿河湾に近づき、用宗駅を過ぎると石部トンネルに入る。この区間の海岸線は切り立った崖が続く大崩海岸であり、かつて東海道本線はトンネルの間でこの海岸沿いに出ており、その後は現在東海道新幹線が使用している日本坂トンネル経由となっていた時期もあった。この付近では東海道新幹線のほかに東名高速道路と国道150号も並行する。トンネルを抜け、焼津駅からは海岸沿いを離れて静岡県中西部の志太平野を西南西へ進む。西焼津駅を過ぎると東海道新幹線や東名高速道路から離れて、かつて静岡鉄道駿遠線との接続駅であった藤枝駅、そして島田市に入って大井川に近づき、六合駅・島田駅に至る。東海道新幹線開業前の1960年（昭和35年）、藤枝駅 - 島田駅間には高速試験用の線路が設けられ、この線路で175 km/hの狭軌最高速度記録が誕生した。
東海道本線 沿線概況
島田駅を過ぎると大井川を渡る。渡り終えると菊川駅までは牧之原台地の山越え区間となり、沿線には茶園が多くなる。大井川鐵道大井川本線が接続する金谷駅からは、東海道三大難所のひとつとされた「小夜の中山」を避け、牧の原トンネルへ。このトンネルの下り線部分は1974年（昭和49年）に新線に切り替えられたため、出口付近では上下線の間が離れている。大きくクランク型に曲がりながら進むと菊川駅、そして東海道新幹線と並行して山間部を抜けると掛川駅。ここでは東海道新幹線と、当初東海道本線のバイパスとして作られた天竜浜名湖鉄道天竜浜名湖線（旧・国鉄二俣線）が接続。駅の南には小笠山、北には掛川城がそびえ立っている。
東海道本線 沿線概況
掛川駅から浜松駅までは静岡県西部の工業地帯を西へ進むが、工場群の合間には田園地帯も広がる。東海道新幹線と並行して東名高速道路をくぐり静岡県小笠山総合運動公園スタジアム（エコパ）の最寄り駅・愛野駅を経て、静岡鉄道駿遠線との西の接続駅であった袋井駅へ至る。原野谷川・太田川を渡り御厨駅を出ると、この辺りから遠州平野に出て磐田駅・豊田町駅に至る。東海道本線最長の天竜川橋梁（全長1,209m）で天竜川を渡ると浜松市に入り、国道1号をくぐり天竜川駅、そして高架に上がり浜松駅に至る。新幹線停車駅であるとともに、隣接する新浜松駅からは遠州鉄道鉄道線が発着している。駅付近には静岡県で最も高いビルであるアクトシティ浜松がそびえ立つ。