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山陽新幹線 車両
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」運用が中心となった。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。なお、本形式は他系列のような短編成化が行われておらず、東海道新幹線と同時に山陽新幹線から引退した唯一の形式である。
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300 km/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。
山陽新幹線 車両
300 km/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15 m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、同じ16両編成である300系や700系と定員や座席配置が異なることや先頭車のドアが一箇所しかないという運用上の問題から2007年（平成19年）からは同年7月に登場した後継のJR西日本保有のN700系N編成に徐々にその運用を譲り、2010年（平成22年）に「のぞみ」運用から離脱した。余剰となった編成は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285 km/hに落としたうえ、2008年（平成20年）から0系6両編成に代わって「こだま」での運用を開始した。
JR西日本はN700Sの追加投入に伴い余剰となったN700系16両編成を順次、8両編成へ改造し500系を置き換えると発表した。500系は2027年を目途に営業運転を終了する予定である。
山陽新幹線 車両
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300 km/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大きな問題を抱えていた。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270 km/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285 km/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。
山陽新幹線 車両
「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。16両編成のB編成は山陽新幹線においてはN700系の増備により2011年3月12日改正では定期「のぞみ」運用から離脱し、臨時「のぞみ」や定期「ひかり」「こだま」で運用されていた。その後、2020年（令和2年）3月13日には山陽新幹線内の定期運用が終了、その後は波動用車両としてB4編成が残されていたが、2021年（令和3年）2月28日付で廃車となった。
「ひかりレールスター」用の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。8号車には普通個室がある。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が、山陽新幹線内で完結する臨時の「のぞみ」にも充当される。
JR西日本は今後、8両化するN700系16両編成で700系E編成の8編成を置き換えるとしている。
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。JR東海・JR西日本の共同開発により、2007年（平成19年）に営業運転を開始した。
山陽新幹線 車両
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300 km/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270 km/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減速回数を少なくしたことで、所要時間の短縮を達成している。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は全周幌、小さめの窓、大型のフルカラーLEDによる行先表示などが特徴となっている。また車内は全席禁煙とし、別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、2011年（平成23年）までに総数が約1,500両となった。
山陽新幹線で運用されるものには2013年（平成25年）よりZ・N編成（0・3000番台）を後述のN700Aの導入に合わせて改造したX・K編成（2000・5000番台）16両編成、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であるS・R編成（7000・8000番台）8両編成の2種類がある。後述するN700Sの導入に伴い、JR東海が保有するX編成は2020年（令和2年）から置き換えが開始されている。
山陽新幹線 車両
JR西日本のK編成（5000番台）は前述の通り500系・700系の置き換えを目的として2025年（令和7年）より8両編成（6000番台）へ改造され、P編成となった。4号車 - 6号車はグリーン車の腰掛をフットレストを撤去した上で流用し、読書灯やコンセントを存置の上で普通車（主に指定席）として使用している。
2011年（平成23年）5月、JR東海がN700系の改良型となる「N700A」（「A」は Advanced（進歩）の頭文字）の投入を発表。2013年（平成25年）より運行を開始した。
ブレーキ・車体傾斜システム・接客設備の改良や定速走行装置の新規搭載など、安全性・定時制の確保、環境性能・乗り心地の観点から数多くの改善が行われた。
G・F編成（1000・4000番台）16両編成が運用される。
JR東海とオリエンタルランド（東京ディズニーシー）とのタイアップ契約により「アナと雪の女王」「塔の上のラプンツェル」「ピーター・パン」のラッピングが施され、2025年2月21日から同年9月15日まで運行された「Wonderful Dreams Shinkansen」（JR東海所属G25編成）については、JR西日本がタイアップ契約に参加していないため、山陽新幹線への乗り入れから除外されていた。
山陽新幹線 車両
2016年（平成28年）6月24日、JR東海が「N700S」（「S」は Supreme の略で「最高の」の意味）導入を発表。乗車定員の1,323席すべてに電源コンセントが設置されるほか、地震発生時の停止距離が5%短縮、異常時には車内防犯カメラの映像を総合指令所でも確認可能、自然災害等による長時間停電時においても避難が容易な場所まで自力走行が可能な、新幹線では初となるバッテリ自走システムの搭載などの安全対策が強化されている。また、先頭形状は空気抵抗やトンネルに入る際の騒音を軽減する改良がなされ、N700Aと比較して編成総重量の15トン軽量化や使用電力量の7%削減に寄与している。2018年（平成30年）3月に試験車を登場させ、2020年（令和2年）7月1日に営業運転を開始した。
J・H編成（0番台・3000番台）16両編成が運用される。
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。
現在の車両
923形3000番台 - JR西日本T5編成、JR東海のT4編成（923形0番台）と共通運用。東海・西日本共同による検測走行で使用。
過去の車両
922形
500系900番台
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、かつて谷村新司および山口百恵が歌った「いい日旅立ち」を2003年（平成15年）に鬼束ちひろがカバーした、「いい日旅立ち・西へ」が使用されている。JR東海所属の車両では、山陽新幹線内完結の列車も含めて、UAの「会いにいこう」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（博多駅発着時を除く）。
なお、山陽新幹線内完結の列車の自動放送では、他社所属車両でも「今日も、JR西日本をご利用くださいましてありがとうございます（ありがとうございました）」と案内されるため、車両の所属会社の車内チャイムと、案内される社名が一致しないことがある（N700系S編成の九州新幹線内完結運用も同様）。
2000年（平成12年）3月11日から2011年（平成23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同年11月30日まで使用された。
2015年（平成27年）11月から2018年（平成30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」が車内チャイムに使用されていた。
山陽新幹線 運行形態
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」を参照。
山陽新幹線内停車駅
詳細は「#現行のダイヤパターンと停車駅」を参照
「のぞみ」は、山陽新幹線においては1993年（平成5年）3月18日に新設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。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 運行形態
山陽新幹線内では新大阪駅・新神戸駅・岡山駅・広島駅・小倉駅・博多駅には全列車が停車し、姫路駅・福山駅・新山口駅の3駅にはそれぞれ毎時1本、徳山駅には1日4往復、西明石駅には上下1本ずつ選択停車する。原則的に、山陽新幹線内での選択停車駅は4駅のうち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。逆に、上り1本のみ選択停車をしない列車もある（のぞみ64号）。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。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」に変更され、同時に、姫路駅・福山駅・徳山駅・新山口駅も停車駅に追加された。2008年（平成20年）3月15日のダイヤ改正で西明石駅始発東京駅行きの列車が1本設定された。
山陽新幹線 運行形態
2015年（平成27年）6月20日時点のダイヤでは、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。ただし新幹線は午前0時 - 6時は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（平成23年）3月12日に運行を開始した「みずほ」に置き換えられた。これ以降、定期列車はすべて東海道新幹線に直通する。
運行車両はN700系またはN700S系の16両編成（座席数はどちらも1323席）で運用されている。また、2012年（平成24年）3月までは300系が、2010年（平成22年）2月末まで、500系、2020年（令和2年）2月末まで700系も使用されていた。ダイヤが混乱した際に山陽新幹線内で完結する臨時の「のぞみ」を運転する場合には500系7000番台や「ひかりレールスター」用の700系7000番台あるいは「みずほ」「さくら」用N700系7000・8000番台が充当される場合もある。
山陽新幹線 運行形態
「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た。現在は朝夕を中心に1日8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」と同等の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大阪駅・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・福山駅・新山口駅にも停車する。なお、一部の「のぞみ」が停車する徳山駅に停車する列車の設定はない。「みずほ」は全列車が九州新幹線に直通している。
全列車がN700系7000・8000番台（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「ひかり」と同等の速達タイプの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い、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 運行形態
山陽新幹線内は、新大阪駅・新神戸駅・岡山駅・福山駅・広島駅・小倉駅・博多駅には全列車が停車するほか、西明石駅・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。2024年（令和6年）3月16日ダイヤ改正時点で、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。「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いる。
山陽新幹線で運行される「さくら」は全列車がN700系7000・8000番台（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。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、2000年（平成12年）3月に「ひかりレールスター」に移行した。
山陽新幹線 運行形態
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」と様々な形態で運行され、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」に移行した。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」「みずほ」「さくら」を補完する列車として運行されている。
山陽新幹線 運行形態
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、早朝に三原駅発東京駅行きの列車、夜に東京駅発姫路駅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。また三原駅発列車は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（平成24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駅発広島駅行き、名古屋駅発広島駅行きおよび名古屋駅発博多駅行きが各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。
山陽新幹線 運行形態
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。山陽新幹線内完結の列車3本は2本がN700系（16両編成）、1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。岡山駅 - 博多駅間では、この改正で東京駅直通の定期「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」が広島駅発着に変更されたため、 全て新大阪駅発着の「ひかりレールスター」による運行となった。
山陽新幹線 運行形態
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た。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駅発新大阪駅行き上り列車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。定期列車の「ひかりレールスター」は、2013年（平成25年）3月16日改正で下り1本・上り2本に増発されたものの、2022年（令和4年）3月12日のダイヤ改正で下りの新大阪駅発博多駅行きが廃止され、小倉駅発岡山駅行きと博多駅発新大阪駅行きの上り2本のみとなり、2023年（令和5年）3月18日のダイヤ改正で、新下関駅発岡山駅行き上り1本のみとなった。
「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色（■）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。
山陽新幹線 運行形態
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（平成27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時台の新大阪駅行き「こだま」はいずれも岡山駅で24 - 33分間停車し、新大阪駅までの所要時間は5時間以上を要しているが、岡山駅で岡山駅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。
山陽新幹線 運行形態
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日で終了した。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（平成23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（平成24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）であるが、山陽新幹線直通列車が2023年（令和5年）3月18日ダイヤ改正時点で熊本駅発小倉駅行きと新下関駅発熊本駅行きが各1本ずつ設定されている。種別カラーは水色（■）。
山陽新幹線 運行形態
2012年（平成24年）3月17日ダイヤ改正で上り2本（熊本駅発新下関駅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（平成29年）3月4日より、熊本駅発小倉駅行き「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。2023年3月18日改正から昼間の新下関駅発鹿児島中央駅行き「さくら405号」からの変更で新下関駅発熊本駅行き「つばめ321号」が設定された。
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2023年（令和5年）3月18日ダイヤ改正時点の昼間時間帯の平均的なもので、早朝・深夜は若干異なる。
●：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、★：どちらか運行、◆：臨時列車（定期列車として運行される時間帯もある）
2023年3月18日からのもの。
のぞみ
東京駅・品川駅 - 岡山駅・広島駅・博多駅間
定期列車は1 - 60・62・64・75 - 100号台
東京駅 - 博多駅間：1 - 60・62・64・99号（早朝の99号は品川駅発博多駅行き）
東京駅 - 姫路駅・岡山駅・広島駅間：61・63・65・66 - 95・96・98・100・102・104号（85・91・93・70・72・84号は東京駅 - 岡山駅間、95・68号は東京駅 - 姫路駅間、早朝の66号は西明石駅発東京駅行き）
臨時列車は110 - 190号台で列車番号に6000台または7000台が冠され、東京駅 - 岡山駅・広島駅・博多駅間で使用される
名古屋駅 - 博多駅間：270号台
名古屋駅 - 博多駅間：270 - 277号（早朝の名古屋駅発博多駅行きは275号・277号、夜の博多発名古屋行きは270号・272号）
ひかり
東京駅 - 岡山駅・広島駅間：500 - 522号（500号は広島駅発東京駅行き）
新横浜駅・名古屋駅 - 広島駅・博多駅間：下り列車用の530号台（531号は名古屋駅発博多駅行き、533号は新横浜駅発広島駅行き、535号は名古屋駅発広島駅行き）
新大阪駅 - 博多駅間：590号台（590号は新下関駅発岡山駅行き、591号は新大阪駅発博多駅行き、592号は博多駅発新大阪駅行き）
定期列車は590号台前半
なお、博多南線のみを走る列車（2023年3月改正ダイヤでは下り16本、上り13本）は772・773（土曜・休日運休）・833 - 860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。
1997年（平成9年）3月22日：2時間17分「のぞみ」500系
500系「のぞみ」が運転開始した。最高速度は当時世界最速の300 km/h。なお、1999年（平成11年）3月13日に運転を開始した700系「のぞみ」は2時間25分（現在は2時間28分、最高速度285 km/h）、2000年（平成12年）3月11日から運転を開始した700系7000番台「ひかりレールスター」は2時間45分（九州新幹線開通前の準速達タイプは標準2時間40分、最高速度285 km/h）であった。
2011年（平成23年）3月12日：2時間22分「のぞみ」N700系
博多駅 → 新大阪駅間を2時間23分、博多駅 → 東京駅間を4時間51分で運行していた「のぞみ」66号（博多18:54発→新大阪21:17着・20発→東京23:45着）の博多駅発車時刻が18:55に変更されるため、博多駅 → 新大阪駅間を2時間22分で運行する列車が登場。「ゆとりダイヤ」実施後初めての所要時間短縮となる。なお、同日運行開始の「みずほ」の新大阪駅 - 博多駅間の最短所要時間は従来の「のぞみ」と同様に2時間23分である。
2017年（平成29年）3月4日：2時間21分「のぞみ」N700系
2011年の時と同じ博多駅 → 東京駅間の最終の「のぞみ」64号の博多駅発車時刻が1分繰り下がり、博多駅 → 新大阪駅間で2時間21分で運行することになり、「ゆとりダイヤ」実施前の所要時間になる（博多駅18:59発→新大阪駅21:20着・21:23発→東京駅23:45着）
なお、この改正時点での「みずほ」の最速ダイヤは上りは2時間22分。下りは2時間23分。「のぞみ」の下りの最速列車の所要時間は2時間28分。
山陽新幹線 乗務員
基本的には、運転士・車掌ともに、「のぞみ」「みずほ」「さくら」「ひかり」の場合は山陽新幹線全区間通し乗務となっているが、「こだま」の場合は広島駅で必ず乗務交代となる。また、新大阪駅 - 鳥飼車両基地間の回送運転も担当する。
山陽新幹線を担当する乗務員区所は下記の5つの運転所（運転士が配置）、車掌所（車掌が配置）、列車区（運転士・車掌が配置）である。
運転士
大阪新幹線運転所
広島新幹線運転所
車掌
大阪新幹線車掌所
広島新幹線車掌所
運転士・車掌
博多新幹線列車区
山陽新幹線 利用状況
山陽新幹線の2011年度（平成23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（平成22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（平成4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。
近畿地方の中心である京阪神と福岡都市圏の間の旅客輸送では、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。当時の運輸省の方針により、1975年（昭和50年）の新幹線博多開業時から長期間にわたって、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。
山陽新幹線 利用状況
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300 km/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。
しかし、その頃には45/47体制の廃止などの規制緩和によって国土交通省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。
山陽新幹線 利用状況
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を示した（工事の進捗は「携帯電話通信対策」の節を参照）。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（新大阪駅・新神戸駅 - 小倉駅・博多駅間；10,000円、熊本駅・鹿児島中央駅発着も設定）を発売開始した。
山陽新幹線 利用状況
1996年度 … 67 : 33
1999年度 … 58 : 42 （2000年3月「ひかりレールスター」運転開始）
2002年度 … 67 : 33
2005年度 … 72 : 28
2006年度 … 79 : 21
2007年度 … 77 : 23
2008年度 … 81 : 19
2009年度 … 82 : 18
2010年度 … 85 : 15
2011年度 … 88 : 12
2012年度 … 84 : 16
2013年度 … 82 : 18
2014年度 … 84 : 16
2015年度 … 85 : 15
2016年度 … 86 : 14
2017年度 … 87 : 13
2018年度 … 87 : 13
2019年度 … 87 : 13
2020年度 … 87 : 13
2021年度 … 85 : 15
2022年度 … 87 : 13
2023年度 … 87 : 13
小倉駅 - 博多駅間は1983年1月31日の新幹線定期券（フレックス）の発売開始 を機に通勤手段としての利用が急増し、新幹線1駅間の利用者数としては全国最高となる1日あたり7900人を記録した。これを受けて、1983年7月1日より、小倉駅 - 博多駅間シャトル運行の「こだま」が設定され（当初は毎日運転の臨時列車）、定期列車となった後も1985年6月24日のダイヤ改正や1997年（平成9年）3月22日のダイヤ改正など増強されてきた。この「こだま」は当初は車両運行の間合いを活用して運行されていた が、1985年6月24日より当区間専用車として小倉 - 博多を示すステッカーが貼られ新造された0系R0編成が当区間限定で運用を開始した。この区間の下りでは混雑緩和のため1983年（昭和58年）6月20日から自由席に通用するきっぷで指定席の空席に着席できる特例が設けられたが、九州新幹線との直通運転開始のため2011年（平成23年）3月11日をもってこの特例は廃止された。
なお、小倉駅 - 博多駅間シャトル運行の「こだま」については2006年（平成18年）3月に博多駅発着の「のぞみ」が毎時2本に増発された影響などもあり減少傾向にある。
各年度の区間ごとの平均通過人員は以下のとおりである。
山陽新幹線 運賃と特急料金
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 - 神戸駅間）・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（営業キロと運賃計算キロの差は4.4km)。
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。
山陽新幹線2枚きっぷ（廃止）
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」（4枚綴り回数券）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。
山陽新幹線 運賃と特急料金
新幹線よかよかきっぷ（廃止）
厚狭駅・新下関駅・小倉駅 - 博多駅間に設定されていた土休日限定の往復割引きっぷ。有効期間1日。博多駅発は小倉駅往復のみ設定。
前日までに発着駅周辺のみどりの券売機で購入するか、あるいは前日までにe5489で予約して、乗車前（当日も可）にみどりの券売機や受取機で切符を受け取る形で購入する必要があった。
かつては出発駅周辺のJR西日本の駅窓口、JR九州の窓口並びに出発地周辺の主な旅行会社でも取り扱っていた。
2023年（令和5年）10月末をもって廃止された。
新幹線往復割引きっぷ
JR九州の企画乗車券「2枚きっぷ」に相当する割引切符で、山陽新幹線小倉駅 - 博多駅間を含む区間に設定される。JR九州との共同販売。
大きく以下の2種類に分かれており、前者は九州新幹線を利用することができない。また、いずれのタイプも小倉駅 - 博多駅間を在来線で移動することはできない。
山陽新幹線自由席とJR九州在来線特急を乗り継ぐタイプ：「北九州市内 - 佐賀／長崎／佐世保」及び「福岡市内 - 別府・大分／宮崎・都城」
山陽・九州新幹線の普通車自由席が利用できるタイプ：「北九州市内 - 熊本・水前寺／鹿児島中央」
山陽新幹線 運賃と特急料金
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（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）、2022年（令和4年）に九州新幹線区間も拡大された。
山陽新幹線 運賃と特急料金
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（新大阪駅 - 博多駅）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（平成24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」、ポイント付与は2023年末で、利用は2024年6月末で廃止）や早割サービス（EX-IC早特など）の利用は、同時点では対象外となっており、2022年（令和4年）の九州新幹線エリア拡大時に対応した。
2011年（平成23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。
山陽新幹線 運賃と特急料金
2011年（平成23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）。
山陽新幹線 運賃と特急料金
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。
新下関駅 - 小倉駅 - 博多駅間は平行する在来線（山陽本線・鹿児島本線）と別線扱いとなっておらず、営業キロも在来線と同じ距離に設定されているが、山陽新幹線及び新下関駅 - 下関駅間の在来線を運営するJR西日本と、下関 - 小倉 - 博多間の在来線を運営するJR九州との間で運賃体系が異なるため、この区間を乗車する場合には事前に「新幹線経由」か「在来線経由」かを指定する必要があり、新幹線経由の普通乗車券で在来線に乗車すること（あるいはその逆）はできない。なお、新幹線定期券（FREX）では乗車できる区間が「新幹線の普通車自由席と、並行区間の在来線の普通・快速列車」と設定されていることもあり、在来線に乗車することができる。
また、この区間を往復利用する場合、片道が新幹線経由・片道が在来線経由でも「往復乗車券」として発売し、片道601 km以上の場合は往復割引（往路・復路の運賃をそれぞれ1割引）の適用対象となる。有効期間は通常の往復乗車券の取り扱い（片道乗車券の2倍）とは異なり「行きと帰りの合計」で算出される。
山陽新幹線 山陽新幹線の安全性
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。阪神淡路大震災において崩落したコンクリート橋脚の内部から鉄筋の切れはし、空き缶、角材（木材）、発泡スチロールなどの異物が発見されたことが報告されている。
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。
山陽新幹線 携帯電話通信対策
山陽新幹線は路線の約半分がトンネルゆえ携帯電話での通信が困難であったが、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（平成21年）から2016年（平成28年）にかけて行われ、全線で使用可能になった。
山陽新幹線 携帯電話通信対策
トンネル内通信サービスの拡大時期
2010年（平成22年）3月30日 : 新大阪駅 - 姫路駅間のトンネル。
2010年（平成22年）12月22日 : 姫路駅 - 兵庫・岡山県境の帆坂トンネル間のトンネル。
2011年（平成23年）7月19日 : 帆坂トンネル - 岡山駅間のトンネル。
2011年（平成23年）10月7日 : 岡山駅 - 福山駅間のトンネル。
2012年（平成24年）6月26日 : 福山駅 - 三原駅間のトンネル。
2012年（平成24年）12月27日 : 三原駅 - 東広島駅間のうちの一部 トンネル。
2013年（平成25年）12月20日 : 三原駅 - 東広島駅間の残り と東広島駅　- 広島駅間のトンネル。
2014年（平成26年）2月28日 : 広島駅 - 新岩国駅間と新岩国駅 - 徳山駅間の一部 のトンネル。
2014年（平成26年）11月21日 : 新岩国駅 - 徳山駅間の残りと徳山駅 - 新山口駅間の一部のトンネル。
2015年（平成27年）3月27日 : 徳山駅 - 新山口駅間の残りのトンネル。
2015年（平成27年）12月25日 : 小倉駅 - 博多駅間のトンネル。
2016年（平成28年）2月20日 : 新山口駅 - 厚狭駅間の一部 のトンネル。
2016年（平成28年）12月22日 : 新山口駅 - 厚狭駅間の残り と厚狭駅 - 小倉駅間のトンネル。（これで全線で携帯電話の通信が可能になる。）
山陽新幹線 歴史
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）がほとんどとなり、現在に至る。
また、小倉駅 - 博多駅間は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。
山陽新幹線 歴史
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）、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、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、東京駅発着「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。
山陽新幹線 歴史
1974年（昭和49年）
4月20日：新幹線総局博多総合車両部が発足。
7月：博多総合車両部を開設。
8月1日：新幹線総局広島新幹線運転所が発足。
12月22日：山陽新幹線 小倉駅 - 博多駅間と筑豊本線 筑前垣生駅 - 筑前植木駅間にある交差地点で、博多開業の訓練運転列車と重連の蒸気機関車による「100周年記念号」の、「これから来るものと去りゆくものの交差」を門司鉄道管理局が演出。
1975年（昭和50年）
1月20日：大阪運転所岡山支所が、大阪第一運転所岡山支所に改称。
3月10日：山陽新幹線 岡山駅 - 博多駅間延伸開業により、全線開通。所要時間は最短で東京駅 - 博多駅間が6時間56分、新大阪駅 - 博多駅間が3時間44分。キャッチコピーは「ひかりライン」。「1975年3月10日国鉄ダイヤ改正」の項目も参照。
11月26日: スト権ストにより12月4日0時まで全列車運休。
1990年（平成2年）
3月10日：ダイヤ改正により、次のように変更。
「グランドひかり」1日3往復に増発。
「ウエストひかり」9往復に増発。
姫路駅 - 広島駅・博多駅間に「こだま」4往復が新設。
4月1日：博多駅 - 博多総合車両所間の回送線を活用し、博多南線（博多駅 - 博多南駅）の旅客営業開始。
10月1日：運転士を一人乗務に変更（広島で乗務交代）。
山陽新幹線 歴史
1995年（平成7年）
1月17日：兵庫県南部地震（阪神・淡路大震災）により不通。始発列車前に発生したため乗客への直接の被害は免れた。
1月18日：新大阪駅 - 姫路駅間をのぞいて運行再開。
1月20日：新大阪駅 - 姫路駅間で加古川線・播但線などにより迂回乗車を実施。なお、全線復旧までは山陽新幹線では「のぞみ」は運行されなかった。また、車内販売などの営業も行われなかった。
4月8日：新大阪駅 - 姫路間が復旧し全線で運行を再開。
4月28日：ユレダスの使用を新大阪駅 - 西明石駅間で開始。
7月21日：「こどもサロン」を連結した「ファミリーひかり」（0系R編成6両）が運転開始。
山陽新幹線 歴史
1997年（平成9年）
3月22日：500系が「のぞみ」として運行開始し、新大阪駅 - 博多駅間を2時間17分に短縮。0系Q編成4両が小倉駅 - 博多駅間の「こだま」で運転開始。
5月6日：午前2時5分ごろ、岡山新幹線運転所構内で入換作業中の0系が、約25 km/hで車止めを突破して市道を横切り停止限界から40 m暴走する事故が発生。運転士の居眠り運転による信号冒進が原因とされる。
11月29日：ダイヤ改正により次のように変更。
500系が東京駅 - 博多駅間の「のぞみ」3往復で運転開始。所要時間は東京駅 - 博多駅間が4時間49分。
「ひかり」の停車駅見直しにより、新倉敷駅・新尾道駅・三原駅・東広島駅・新岩国駅は「こだま」のみの停車に。
東京駅 - 岡山駅間の「ひかり」に300系投入し、スピードアップ。
広島駅 - 博多駅間の「こだま」にも0系Q編成を投入。
山陽新幹線 歴史
1999年（平成11年）
3月13日：厚狭駅が開業。ダイヤ改正により次のように変更。
700系（当初はJR東海所有のC編成のみ）が「のぞみ」として東京駅 - 博多駅間の3往復で営業運転開始。所要時間は東京駅 - 博多駅間が4時間57分、新大阪駅 - 博多駅間が2時間25分。
名古屋駅 - 博多駅間に「のぞみ」を新設。
6月27日：小倉駅 - 博多駅間の福岡トンネル内でコンクリート片が剥落、通過中の下り列車屋根に衝突（福岡トンネルコンクリート塊落下事故）。以降、高架橋やトンネル壁面からのコンクリート片剥落が相次ぐ。
7月1日：ダイヤ改正。700系「のぞみ」が東京駅 - 博多駅間で5往復に増発。
7月2日：鹿児島本線・枝光駅 - 八幡駅間のルート変更に伴う営業キロの変更（1.0 km短縮）に伴い、新幹線における小倉駅 - 博多駅間の営業キロも同様に変更。
8月22日：0系NH編成16両が新大阪駅 - 博多駅間で最後の営業運転。
10月2日：ダイヤ改正により、700系「のぞみ」が5往復増発され、東京駅 - 博多駅間の「のぞみ」は500系と700系になる。「ひかり」359号・365号・354号・362号でサイレンスカーの試行開始。
11月8日 - 12月15日：山陽新幹線のトンネル安全総点検により、広島駅 - 博多駅間などで一部の列車の運転を取りやめ。
山陽新幹線 歴史
2003年（平成15年）
5月16日：JR東海・JR西日本が4月24日に申請した東海道新幹線・品川駅の開業等に係る特別急行料金の上限設定を、国土交通省が認可。
5月20日：東海道新幹線・品川駅の開業等に係る特別急行料金の引き下げの届出が、JR東海・JR西日本から国土交通省中部・近畿運輸局に提出される。
10月1日：小郡駅が新山口駅に改称。東海道新幹線・品川駅の開業に伴う大規模ダイヤ改正により、次のように変更。
東海道 - 山陽直通の「ひかり」の一部を「のぞみ」に変更、これに伴って姫路・福山・徳山・新山口の各駅にも新たに「のぞみ」が停車するようになった。東京駅発着の「ひかり」は岡山駅までの運転となった。
「のぞみ」主体のダイヤへの移行に伴い、「のぞみ」は指定席の特急料金が最大で1240円（東京駅 - 博多駅間）値下げされると共に自由席（1 - 3号車 / 自由席特急料金は「ひかり」「こだま」と同額）が設定された。
「のぞみ」の全列車が新神戸駅に停車となる。
山陽新幹線 歴史
2006年（平成18年）
3月18日：ダイヤ改正により、次のように変更。
東京駅 - 博多駅間直通の「のぞみ」が毎時2本に増発されると共に、東京駅 - 新大阪駅間の「のぞみ」1往復が姫路駅発着に変更される。
前年4月の福知山線脱線事故を受けて山陽新幹線でも「ゆとりダイヤ」を実施、500系で運転される「のぞみ」の所要時間を3 - 4分延伸。
速達タイプの「ひかりレールスター」（姫路駅と山口県内の駅を通過する列車）が運転開始。
16両編成の4号車が禁煙車になり、禁煙車率は69%から75%になる。
「レールゴーサービス」「ひかり直行便」が廃止。
6月23日：広島新幹線運転所（検修部門）と岡山新幹線運転所が博多総合車両所に統合され、それぞれ広島支所・岡山支所となる。また、広島新幹線運転所の乗務員派出所は廃止され、同運転所は乗務員区所になる。
7月22日：エクスプレス予約のサービスエリアが山陽新幹線全線に拡大。
山陽新幹線 歴史
2008年（平成20年）
3月15日：ダイヤ改正により次のように変更。
N700系の増備により、東京駅 - 博多駅間直通「のぞみ」のうち毎時1本がN700系での運転となる。
早朝の新大阪駅発東京駅行き「のぞみ」1本（休日運休列車）を西明石駅始発（毎日運転）に変更、西明石駅から初めて「のぞみ」が利用できると共に、西明石駅および新神戸駅から東京駅へは朝9時に到着できるようになった。
早朝の三原駅発新大阪駅行き「こだま」と新大阪駅発東京駅行き「ひかり」を統合して三原駅発東京駅行き「ひかり」として運転、これにより東京駅発着の「ひかり」は再び岡山駅以西でも見られるようになった（上り1本のみ）。
11月30日：0系が運用終了し、翌12月1日より500系V編成（8両編成）が定期「こだま」として運転され始めた。
2011年（平成23年）3月12日：ダイヤ改正により次のように変更。
九州新幹線と直通運転を開始。「さくら」「みずほ」運行開始。
100系が岡山駅以東での運用終了。この結果、新大阪駅 - 岡山駅間はすべての車両の最高速度が 270 km/h 以上となる。
自由席特急券など で小倉駅から乗車し、小倉駅 → 博多駅間の「ひかり」「こだま」の普通車指定席に空席がある場合に限って普通車指定席が利用できる特例が廃止。
山陽新幹線 歴史
2012年（平成24年）3月17日：ダイヤ改正により次のように変更。
九州新幹線に直通する「さくら」を7往復、「みずほ」を1往復増発。
100系・300系が運用終了し、山陽新幹線内ではすべての車両の最高速度が 285 km/h 以上となったほか、「こだま」が8両・16両編成に統一された。
「さくら」「みずほ」の増発に伴い、山陽新幹線内で完結する「ひかり」を2往復にまで削減。このうち、「ひかりレールスター」は博多駅発新大阪駅行きの上り1本のみに。
「つばめ」が新下関駅まで乗り入れ開始（熊本駅発新下関駅行き・鹿児島中央駅発小倉駅行き各1本）。
山陽新幹線 歴史
2013年（平成25年）
3月16日：新大阪駅で27番ホームの使用を開始。ダイヤ改正により次のように変更。
山陽新幹線内のダイヤ調整により、一部の「のぞみ」「さくら」の所要時間が山陽区間内で約5分短縮された。
同年の2月8日に東海道区間で営業運転を開始したJR東海所有のN700系1000番台（G編成。通称「N700A」、「A」は Advanced の略）が山陽区間でも運用を開始した。車軸のブレーキディスクのボルトを内周締結式から中央締結式に変更し、台車振動検知システム、定速走行装置（東海道区間のみ使用）を搭載する。
「さくら」の新下関駅発鹿児島中央駅行き・鹿児島中央駅発博多駅行き各1本を広島駅発着に変更し、定期列車としては初めて広島駅発着の「さくら」が設定された。
早朝の名古屋駅発広島駅行き「ひかり491号」を博多駅まで延長、これにより東海道区間から広島駅以西へ直通する「ひかり」および広島駅以西における通常時16両編成の定期「ひかり」が4年ぶりに復活した。
新岩国駅に再び定期の「ひかり」が停車（下り1本、上り2本）するようになり、山陽区間内で「こだま」しか停車しない駅は厚狭駅のみとなった。
「つばめ」の山陽区間への乗り入れが廃止された。
車内におけるオーディオサービスが廃止された（NHKラジオ第1放送はFMラジオで引き続き聴取可能）。