京葉線
特急「さざなみ」・「わかしお」用に以下の車両が使用されている。
E257系500番台(10両編成または5両編成)
255系(9両編成)
京葉線用車両は10両編成、武蔵野線からの乗り入れ車両は8両編成である。
京葉線用ステンレス車両はラインカラーであるワインレッド( 赤14号)の帯を巻いている。2011年まで運用されていた201系や2005年まで運用されていた103系の車体色は、京浜東北線と同様のスカイブルー( 青22号)であった。
武蔵野線から乗り入れる車両はオレンジ色と茶色( )の帯を巻いている。かつて運用されていた103・201系はオレンジ一色であった。
E233系5000番台(10両編成・4両+6両編成)
2010年7月1日より運用が開始された現在の主力車両である。投入初期は10連貫通編成のみであったが、増備途中で6両+4両分割編成が製作され2011年3月7日より分割運用にも投入された。なお、E233系投入により、201系と205系の一部は廃車となり、209系500番台の一部は武蔵野線に転用された。
E231系0番台・900番台(8両編成)
山手線へのE235系投入に伴うE231系500番台の中央・総武線各駅停車への転属に伴い、同線用E231系0番台の一部が武蔵野線に転入し、2017年11月1日から運行を開始した。
2020年7月9日に、三鷹車両センター所属の試作編成の900番台が、大宮総合車両センターにて8両編成化及び転用改造の上転入した。
209系500番台(8・10両編成)
2008年10月より、京浜東北線・根岸線にE233系1000番台が導入されるのに伴い、同線用209系500番台のうち4編成が京葉線に順次転入、2008年12月1日より運行を開始した。2010年3月から205系の東京延伸時から在籍している編成と共通運用になり、外房線千葉駅 - 上総一ノ宮駅間、内房線蘇我駅 - 上総湊駅間にも乗り入れる。
E233系投入により3編成が8両編成として武蔵野線用に転用され、直通電車として京葉線に乗り入れている。
2018年からは中央・総武線各駅停車から、武蔵野線用として209系500番台が8編成転入した。
2022年8月現在、ケヨ34編成のみが残っている。
特急「さざなみ」・「わかしお」用に以下の車両が使用されていた。
快速・各駅停車として、以下の車両が使用されていた。
103系(4・6・8・10両編成)
1986年3月の旅客営業開始当初、4両編成と6両編成を併結した編成が京浜東北線と横浜線より青22号に揃えて津田沼電車区に転入、日中6両編成、朝夕ラッシュ時10両編成で運行され、車両は同区所属で津田沼電車区新習志野派出に常駐していた。同年9月から日中は4両編成化され、1988年12月の新木場・蘇我延伸開業から再び日中は6両編成に戻り、1990年3月の東京延伸開業時以降もその運用状態は変わらなかった。その後、1993年12月より京葉線内限定運用の編成は終日10両編成化された。
原則として京葉線内限定運用であったが、201系投入までは6両+4両分割編成による京葉線から外房線勝浦と外房線経由で東金線成東に向かう分割併合運用も担当していた。
津田沼電車区→習志野電車区配置の中央・総武緩行線用103系にも京葉線対応工事が施工された編成が存在し、東京開業までの間京葉線で営業運転を行うこともあった。
京葉線向けの水色の車両は、2005年11月18日をもって同線の定期運用を終了した。
武蔵野線直通電車は当初6両編成であったが、1991年12月から1996年12月にかけて8両編成化された。
8両編成の武蔵野線直通用に使用されていたE38編成が西日本旅客鉄道(JR西日本)に、E20 - 22・27編成のうちの各4両の計16両がインドネシアの鉄道会社(PT Kereta Api、KRLジャボタベックで使用)に売却されたほかは全廃された。
10両編成の京葉線内限定運用のクハ103-713の車体は一部をカットして鉄道博物館で展示されている。
165系改造車3両編成(快速「シャトル・マイハマ」)
東京開業からしばらくの間、東京ディズニーランドへの連絡輸送を目的とする快速列車「シャトルマイハマ」として東京駅 - 西船橋駅間で運行していたこともある。また、休日などごくわずかに内房線や外房線からも運行した。内装はディズニーをイメージしたものになっていた。1995年に上沼垂運転区(現在の新潟車両センター)に転出し、「アルファ」と改称され主に新潟地区で運用されたが、2001年に廃車された。
201系(10両編成・4両+6両編成)
103系置き換え用として中央・総武緩行線から転入した車両が在籍していた。2007年には205系の転出分の穴埋めで中央線快速からも2本(元T32・T130編成)が改造の上で転入したが、209系500番台に置き換えられ非分割編成2本とともに2009年2月までに長野総合車両センターに廃車回送された。また、試作車の900番台も京葉線で使用されていたが、こちらは山手線から転入した205系に置き換えられ2005年に廃車された。
車両分割のある外房線・東金線直通運用では分割併合に対応した「51 - 54」+「K1 - K4」編成が最後まで残っていたが、2011年6月20日をもって運用を離脱した。
205系(10両編成)
1990年の東京延伸開業にあわせ京葉線用に製作された先頭車前面の形状が従来と違うスタイルの編成と、後年103系置き換え用として中央・総武緩行線・山手線(量産先行車の4編成含む)からそれぞれ転入した車両が存在していた。なお、外房線・内房線直通列車は、原則として110km/h運転対応の、東京延伸時からの在籍車である先頭車の前面形状が違う編成が使用されていた。E233系投入により順次運用から離脱、2011年7月25日をもって同線での定期運用を終了した。一部は4両編成に短縮、トイレ設置などの改造がなされ小山車両センター(東北本線(宇都宮線)・日光線)へ転出した。また一部は3両編成に短縮の上、富士急行に譲渡され6000系となり同社線で使用されている。
205系(0・5000番台)(8両編成)
武蔵野線用は8両編成が運用されていた。この8両編成は、当初から武蔵野線用に製作された先頭車前面の形状が従来と違うスタイルの編成と、後年中央・総武緩行線・山手線・南武線・埼京線からそれぞれ転入した車両が存在していた。また、他線区から京葉線に転入後、再度武蔵野線に転用された車両もあった。山手線へのE235系投入で余剰となった、中央・総武線各駅停車用の209系500番台とE231系の転属により、2020年10月19日を以って営業運転を終了した。全編成がインドネシアに譲渡された。
E331系(14両編成)
試験的に投入された連接車両で、1編成のみ存在した。14両編成で通常の列車の10両編成分と同じ長さである。
2007年3月18日のダイヤ改正から土曜・休日のみの運用として営業運転を開始したが、後に部品の一部について改良が必要と判明し同年4月に営業運転から暫定的に離脱した。改良後、何度かの試運転を経て2008年12月23日より改めて土休日ダイヤでの営業運転を再開した。
ドアの位置が既存車両と異なるため、本系列独自の乗車口マークが各ホームに設置されたほか、発車標や一部駅の時刻表では本系列運用時に「14両」と表記された。
E233系への置き換え対象からは唯一外れE233系導入後も継続して京葉線で使用するとされたが、2011年10月1日の運用改訂で再度運用から外れた(実際には改訂以前より他車種による代走となっていた)。2014年4月2日付で廃車。
東京駅 - 蘇我駅間には、総武本線・外房線との間に経路特定区間が設定されている。この区間を経由する場合は総武本線・外房線経由で運賃計算を行い、いずれの経路を経由することも(乗車券が101km以上、かつ東京近郊区間相互発着ではない場合は)経路上で途中下車をすることも可能である。
また、電車大環状線通過の規定により、蘇我駅以遠(鎌取駅・浜野駅方面)と三河島駅以遠(南千住駅方面)・川口駅以遠(西川口駅方面)・北赤羽駅以遠(浮間舟渡駅方面)・大久保駅以遠(東中野駅方面)のいずれかとの相互発着の場合は、本千葉駅・新小岩駅(外房線・総武本線)経由の上、錦糸町駅 - 秋葉原駅 - 日暮里駅・赤羽駅・新宿駅の経路で運賃を計算する(使用上は、京葉線を経由してもよい)。
京葉線の東京駅ホームは東海道本線(山手線・京浜東北線)の東京駅と有楽町駅の中間に位置しており、そのため有楽町駅有人改札及び京葉線最寄り有人改札では同区間を駅外を通って乗り継ぐ場合に乗り継ぎ券を発行している。
歴史節で前述の通り、京葉線と東京臨海高速鉄道りんかい線は、もともと東京外環状線建設計画の中で同時に計画された路線のため、新木場駅の蘇我寄りで線路がつながっており、りんかい線が新木場駅 - 東京テレポート駅で部分開業した際、東京臨海高速鉄道70-000形電車の検査を京葉電車区に委託していたため、同車が本連絡線を使用して行き来していた。
八潮車両基地と東京貨物ターミナル駅も容易に接続できるが、りんかい線の構造物の強度上、貨物列車の走行は難しい。だが当初の計画通りに東京貨物ターミナルでりんかい線が接続された場合には東海道貨物線を経由して横浜方面への東海道本線への直通列車の運行が可能となり、現状でも「(内房線・外房線・武蔵野線) - 京葉線 - 新木場駅 - りんかい線 - 大崎駅 - 山手貨物線・埼京線・川越線」、更に新宿駅から中央本線、湘南新宿ラインのルートで宇都宮線や高崎線との直通列車の運行が可能とはなっている。
乗客が特定の団体客に限られ、普通乗車券やSuicaなどの乗車カードの運賃処理の問題がない団体列車などではりんかい線を介した直通列車が運転されることがある。
2012年3月6日 - 9日、幕張メッセにおける「第37回国際食品・飲料展」 (FOODEX JAPAN 2012) 開催にあたり、FOODEX主催者である日本能率協会が招待客用に特別列車をチャーターする形で直通運転が実現した。新宿駅から山手貨物線 - りんかい線 - 京葉線を直通し、幕張メッセの最寄り駅の海浜幕張駅までを結ぶ特別列車が183系・189系電車で1日1本だけ運行されたが、りんかい線経由で海浜幕張駅までJR東日本の列車が走ったのは初めてで、千葉県、千葉市等関係機関は実績を積み上げ、定期的な直通運転を実現させるための要請を強化する方針としている。
旅客がりんかい線を介してJR線を乗り継ぐ場合、通過連絡による前後のJR線距離を通算した連絡乗車券が発売されていないため、現状の普通乗車券やSuicaなどの乗車カードでは接続駅となる大崎駅・大井町駅・新木場駅で運賃が別に加算され、距離の割りに割高になるが、「休日おでかけパス」などの東京周辺のJR線を自由に乗り降り可能な特別企画乗車券では、りんかい線やJR東日本が傘下に入れた東京モノレールも対象に加えるようになったものが多い。
JR東日本が計画している羽田空港と新宿駅や東京駅などの東京都心部を結ぶ新路線「羽田空港アクセス線」では、りんかい線を介して、新木場駅方面をつなぐ「臨海部」ルートを京葉線方面に延伸させ、舞浜駅まで直通運転させる方針であることが2014年8月や2020年2月に報じられている。なお、東京臨海高速鉄道は9割超の株式を東京都庁が保有しているため、前述の運賃問題や株式譲渡などを含めて、東京都との協議が課題となる。
歴史節で前述の通り、千葉県内の京葉線の高架橋の脇に、同県企業庁がJRに売却する予定で確保してきた複々線化用の敷地が、2006年度以降は複々線用地として確保する必要がなくなったとして、一部が既に売却されている。
しかし、2015年2月に当時の森田健作千葉県知事はJR東日本の冨田哲郎社長との会談のなかで、りんかい線とJR京葉線の直通運転構想について「さまざまな観点から検討している」との回答を得たことを明らかにした。このことに対して森田知事は「複々線化も有力な手段の1つであり、関係者が検討する際には協力していきたい」と述べている。
2014年度(平成26年度)からは千葉県が中心となり「JR京葉線・東京臨海高速鉄道りんかい線の相互直通運転促進に関する協議会」を開催し、りんかい線との相互直通運転、京葉線の機能強化について調査・研究、鉄道事業者との協議を継続している。
現職の熊谷俊人千葉県知事も「湘南新宿ライン・上野東京ラインによって神奈川・埼玉と比べ、首都圏へのアクセスに後れを取っている現状を直視する必要がある。りんかい線との相互直通運転・京葉線の複々線化や、北総鉄道・東葉高速鉄道の高運賃問題、県民が使いやすいダイヤ等の課題解決に向けてJR等の交通事業者と積極的に協議し、千葉県の公共交通の利便性向上に取り組む」とし、京葉線の機能強化に積極的な姿勢を打ち出している。
また、羽田空港アクセス線が具体化するにしたがって、その臨海部ルートの列車を京葉線に入れるにあたり、複々線が必要ではないかとの意見も鉄道ジャーナリストらによって見受けられる。
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東京湾岸を走ることにより、強風など気象条件に弱い。海岸沿いの高架線を走るため、海風の影響を強く受け、強風などの荒天の時は運転中止やダイヤの大幅な乱れに見舞われやすい。このため、沿線では強風対策を求める声が上がり、2007年に一部の高架橋の海側に風対策フェンスが設置された。さらに2010年、潮見駅 - 葛西臨海公園駅間の両側と二俣新町駅 - 南船橋駅間の海側で、新たな防風柵の設置工事を開始し、2012年10月31日から全面的に使用を開始している。JR東日本千葉支社によれば、防風柵設置後は、運転見合わせが設置前の約9割減となっている。
ダイヤが乱れた時は武蔵野線との直通運転を中止し、同線用の8両編成(車体はオレンジ+茶帯)の電車が京葉線内の東京駅 - 西船橋駅間のみで運用され、赤帯のE233系10両編成なども西船橋駅まで運用されることがある。
京葉線は周辺にほかの鉄道路線がないエリアを走行しているため、運転を見合わせると、駅に接続する路線バスを除き代替交通手段がなくなる。
東京駅の京葉線ホームは、東海道新幹線八重洲南乗り換え口コンコースから約300m南、東京都道406号皇居前鍛冶橋線(鍛冶橋通り)の直下の地下にあり、深さ33.4 mと非常に深いところに位置する。1974年に成田新幹線が着工された際、成田新幹線の東京駅として計画されていた場所に位置しているが、1983年の工事凍結までに当時の国鉄により造られたのは現在乗り換え通路として使われている通路の一部だけで、ホームについてはその後JR東日本により工事が新たに開始、京葉線の駅として完成した。
各新幹線やほかの在来線ホームと離れた場所にあり、ほかの路線との乗り換えに徒歩で10-15分程度を要するため、途中に動く歩道が設置されている。
東京駅を出ると鍛冶橋通りの直下を進む。中央区に入ると首都高速八重洲線(地下)を潜って右へカーブして南東を向き、東京メトロ銀座線と都営地下鉄浅草線(共に地下)を相次いで潜る。首都高速都心環状線と交差すると左へカーブして東を向き、東京メトロ日比谷線が接続する八丁堀駅に至る。同駅は東京駅の補完的役割も果たしている。駅周辺は典型的なオフィス街である。
八丁堀駅を出ると右へカーブして鍛冶橋通りから分かれ亀島川を潜る。カーブを抜けて南東を向くと隅田川と晴海運河を潜って江東区に入り、都営地下鉄大江戸線(地下)を跨ぐと越中島駅に至る。東京23区内のJR駅で最も利用客数が少ない駅だが、駅直上に東京海洋大学越中島キャンパスがあるため、大学生の利用がある。越中島駅は、大江戸線の月島駅と門前仲町駅との間の線路のすぐ近くにあるが、大江戸線に駅はない。隅田川の河底を通過する八丁堀 - 越中島間では水害(洪水)に備え、トンネルの全断面を閉鎖する「防水扉」を設置している。
越中島駅を出ると道路の直下を通り、左へカーブして汐浜運河と平久川を相次いで潜る。カーブを抜け東を向くと首都高速9号深川線と交差し、33‰の急勾配で地上に出る。このトンネルの出口は東京支社と千葉支社の境界でもある。ここまでの区間は成田新幹線用に検討された用地を活用して建設された区間で、同新幹線はこのまま東進して東京メトロ東西線に並行する予定であった。京葉線は越中島貨物駅の横を通り、高架を上りながら右へカーブして南東を向き汐見運河を渡って潮見駅に至る。駅周辺は駅開業前は倉庫や造船所、鉄工所といった典型的な準工業地域であったが、駅開業を機に集合住宅開発が急速に進行し、現在は集合住宅や大型商業施設が混在する地域となっている。
潮見駅を出ると右へカーブして南を向き、右側の潮見GATE SQUAREを過ぎると曙運河を高い高架で渡る。この高い高架からは右手に東京アクアティクスセンターや、丸太が貯留されている広大な新木場を、左手に夢の島を見渡すことができる。東京辰巳国際水泳場が見えると左へカーブし、大規模なトラス橋(夢の島橋梁)で曙運河と国道357号(東京湾岸道路)、首都高速湾岸線を跨ぎ、カーブを抜けて東を向き右手から東京臨海高速鉄道りんかい線と東京メトロ有楽町線が合流して新木場駅に至る。駅南側は駅名の通り木材関連企業が多いが、近年は開発が進みNECソリューションイノベータの本社など大企業のオフィスも軒を連ねるようになったほか、駅北側はスポーツ公園や熱帯植物園のある都立夢の島公園となっている。
新木場駅を出ると、国道357号(東京湾岸道路)と首都高速湾岸線と並行して進む。間もなく高架を下り、一層下の東京臨海高速鉄道りんかい線の連絡線と合流する。この連絡線は京葉線と東京臨海高速鉄道りんかい線が共に東京外環状線の一部として計画された名残で、現在定期列車は運転されておらず、京葉線 - 埼京線方面の一部の団体列車などがこの連絡線を使用する。右へカーブすると右手に東京地下鉄新木場車両基地の引き込み線が分かれ、荒川(放水路)を渡る。この橋梁は荒川と中川の河口に架橋されており、右側には東京湾が広がる。荒川を渡ると江戸川区に入り、左側の首都高速葛西ジャンクション、右側の葛西臨海公園付近を過ぎると右へカーブし南東を向き葛西臨海公園駅に至る。駅南側の葛西臨海公園は行楽地として賑わっているのに対し、駅北側は東京都下水道局葛西水再生センターがあるほか、工場や倉庫が立ち並んでいる。
葛西臨海公園駅を出ると旧江戸川を渡る。この橋梁も旧江戸川の河口に架橋されている。旧江戸川を渡ると千葉県浦安市に入り、国道357号(東京湾岸道路)と首都高速湾岸線が分かれ東京ディズニーリゾートの最寄駅である舞浜駅に至る。駅南側はディズニーリゾートラインのリゾートゲートウェイ・ステーション駅などディズニー関連施設が多く、一方駅北側は京成不動産が開発した住宅街が広がっている。
舞浜駅を出ると左へカーブして見明川を渡る。カーブを抜けて北東を向くと工場街や住宅街の中を進み、境川を渡って新浦安駅に至る。駅周辺は都市基盤整備公団(現在の都市再生機構)や民間企業によって整備されたオフィスや集合住宅、大型商業施設が軒を連ねており、東京メトロ東西線浦安駅とともに浦安市の中心市街地を形成している。
新浦安駅を出ると左へカーブして猫実川を渡って市川市に入り、三番瀬と左側の工場街に沿って進む。右手から三番瀬が離れると市川塩浜駅に至る。駅周辺は典型的な工業地域だが、駅北西は特別緑地保全地区に指定され、宮内庁新浜鴨場と市川野鳥の楽園がある。また駅近くにはamazon日本法人の物流拠点の一つであるアマゾン市川フルフィルメントセンターがある。
市川塩浜駅を出ると右へカーブして北東を向き、左手から再び国道357号(東京湾岸道路)と首都高速湾岸線が並行する。運河を渡って右へカーブすると江戸川(放水路)を渡り、左に高谷ジャンクションが見え、並行していた首都高速湾岸線が東関東自動車道に名称を変える。さらにもう1つの運河を渡ると高谷支線を分けて高架を上り真間川を横断、高架を下り左手に一層下の高谷支線が分かれ、右にカーブして運河を渡り二俣新町駅に至る。駅ホーム東端で左手から合流した二俣支線の高架を潜る。駅周辺は市川塩浜駅同様工業地域であり、ホームセンターコーナン市川原木店(東京エアカーゴシティターミナル跡地)がある以外は、ほとんどが工場や倉庫である。
二俣新町駅を出ると右へカーブして二俣川を渡って船橋市に入る。高架を上り一層上の二俣支線と合流し、高架を下りて南海神川を渡ると両手に住宅街が広がり、海神川と海老川を相次いで渡ると右へカーブして南船橋駅に至る。駅北西にはららぽーとTOKYO-BAY、駅北側には船橋競馬場がある。駅南側は駅南西に船橋オートレース場があるほかは集合住宅が立ち並んでいるが、現在は駅南西にあったららぽーとスキードームSSAWS跡地の再開発で開店したイケア船橋がある。
南船橋駅を出ると習志野市に入り、右へカーブしながら谷津干潟を高架で渡っていく。谷津干潟を渡ると左へカーブして南東を向き、右側の工場街に沿って進み、市街地に入って新習志野駅に至る。駅周辺は駅開業前は駅北側に習志野市秋津公園サッカー場がある以外は空き地が目立ち閑散としていたが、近年は開発が進み商業施設や住宅が軒を連ねている。
新習志野駅を出ると菊田川を渡り、左側の香澄公園に沿いながら下り線が高架から地上に下りる。左手に国道357号(東京湾岸道路)と東関東自動車道が分かれ、千葉市美浜区に入る。左側の京葉車両センター、右側のイオンモール幕張新都心に沿って進む。この付近には新駅幕張豊砂駅が2023年3月18日に開業した。前方の高層ビルに近づくと再び高架を上り、浜田川を渡って市街地に入り海浜幕張駅に至る。幕張新都心の中心であり、駅周辺は幕張メッセやZOZOマリンスタジアム、三井アウトレットパーク 幕張を賑わいを見せ、イオングループやシャープなど大企業が入る高層ビルや大型集合住宅も立ち並んでいるが、現在も一部空き地があり開発が進められている状況である。
海浜幕張駅を出ると幕張海浜公園を跨いで海浜ニュータウンに入っていく。右側には街並みや景観などが西欧風に統一された幕張ベイタウンがある。花見川を渡ると住宅街の中を進み検見川浜駅に至る。駅周辺は集合住宅が立ち並ぶ一方で美浜区の行政の中心であり、美浜区役所のほか郵便局や消防署、警察署などの公共施設が多い。
検見川浜駅を出ると住宅街の中を進む。左へカーブして草野水路を渡って東を向き稲毛海岸駅に至る。駅周辺は海浜ニュータウンで最初に入居が開始された地域で現在は海浜ニュータウンの中心となっており、商業施設が多く大型集合住宅も軒を連ねている。
稲毛海岸駅を出ると右へカーブして南東を向く。右側の高層住宅群はパイロット・ハウスといい、建設省(現在の国土交通省)などが主催して行われた将来住宅コンクールに出展されたものである。カーブを抜けたところが新港信号場となり、黒砂水路を渡ると上下本線が高架から地上に下り、右手に自動車学校や商業施設などが続く。ここは千葉貨物ターミナル駅の跡地である。新港信号場の下り待避線が高架構造となっているのは、この下り待避線は元々上り本線として使用されており、下り本線から千葉貨物ターミナル駅への入場分岐線の設置計画があったため、上り本線と入場分岐線の交点を立体交差としたものである。下り待避線が高架を降りて合流し、跨線橋を潜ると再び高架を上り中央区に入って千葉みなと駅に至る。駅東側と南側は千葉市の行政の中心であり、千葉市役所のほか警察署や郵便局などの公共施設が多い。駅南西には千葉港があり工場や倉庫が立ち並ぶ地域となっているが、駅南側に千葉ポートパークや千葉ポートタワーなどがあり賑わっているほか、駅周辺の空地も開発が進められている。
千葉みなと駅を出ると左に千葉都市モノレール1号線が分かれ、右側の千葉港近くを過ぎると左へカーブして東を向く。右へカーブして南を向くと三度国道357号(東京湾岸道路)と並行し、都川を渡る。右側のJFEスチール東日本製鉄所付近で左へカーブし南東を向いて国道357号を跨いで右手に分かれ、右へカーブし再び南を向き左手に外房線が合流して高架から地上に下り蘇我駅に至る。駅周辺は元々川崎製鉄(現在のJFEスチール)の企業城下町であり現在もJFEスチール関連施設が多いが、近年は再開発も進められており、フクダ電子アリーナやハーバーシティ蘇我などの大型商業施設がある。
京葉線は蘇我駅が終点となっているが、一部の旅客列車は内房線や外房線に、貨物列車は京葉臨海鉄道臨海本線に直通する。
市川塩浜駅 - 西船橋駅間は「高谷支線」、西船橋駅 - 南船橋駅間は「二俣支線」とも呼称される。本線の市川塩浜駅 - 南船橋駅間と、西船橋駅を中心とするこの2本の支線により、デルタ線が構成されている。両支線の名称は、本線から分岐する地点がそれぞれ高谷と二俣であることから名付けられている。ただし、二俣にある二俣新町駅に二俣支線のホームは設置されていない。
高谷支線は市川塩浜駅を出るとしばらくの間本線上を進む。江戸川(放水路)と運河を渡ると本線から分かれ、左側の首都高速高谷ジャンクション付近で高架を下っていく。真間川を渡り、前方に二俣新町駅が見えると左へカーブして一層上の本線から分かれ、高架を上りながら国道357号(東京湾岸道路)と東関東自動車道を跨ぐ。カーブの途中で右に二俣支線が現れ、カーブを抜けて北を向くと一層上の二俣支線が高架を下って合流し、京葉道路と二俣川を相次いで跨いで船橋市に入ると西船橋駅に至る。総武線各駅停車と東京メトロ東西線、東葉高速鉄道東葉高速線が接続する千葉県内の主要駅の一つであり、駅周辺は大型集合住宅などが増えている。西船橋駅の京葉線ホームは他線のホームの上で直交する南北方向に建設され、大半の列車はそのまま武蔵野線に直通する。
一方、二俣支線で西船橋から向かう場合は、上記の高谷支線のルートを逆に進んだ後、分岐点で左側にカーブして進む。東関東自動車道と湾岸道路に挟まれた空間を高架で抜けると右側に二俣新町駅が見え、駅前ロータリーの前を通過するが、ホームは設置されていないためそのまま通過する。二俣新町駅の先で本線に合流し、そのまま本線上を進んで南船橋駅に至る。
路線距離(営業キロ):全長54.3km
東京駅 - 蘇我駅間:43.0km
市川塩浜駅 - 西船橋駅間(高谷支線):5.9km
西船橋駅 - 南船橋駅間(二俣支線):5.3km
管轄(事業種別)
東日本旅客鉄道(第一種鉄道事業者):全線 54.3km
日本貨物鉄道(第二種鉄道事業者):西船橋駅 - 南船橋駅 - 蘇我駅間 22.4km
建設主体:日本鉄道建設公団(現 独立行政法人 鉄道建設・運輸施設整備支援機構)
軌間:1,067mm
駅数:19(起終点駅および西船橋駅を含む)
京葉線所属駅に限定する場合、東海道本線所属の東京駅、外房線所属の蘇我駅、総武本線所属の西船橋駅が除外され、16駅となる。
複線区間:全線
電化区間:全線(直流1,500V)
閉塞方式:自動閉塞式
保安装置:ATS-P
最高速度:100km/h
運転指令所:東京総合指令室
準運転取扱駅(異常時、入換時は駅が信号を制御):東京駅・新習志野駅・蘇我駅・西船橋駅
列車運行管理システム:東京圏輸送管理システム (ATOS)
車両基地:京葉車両センター(新習志野駅)
大都市近郊区間:全線(東京近郊区間)
電車特定区間:東京駅 - 千葉みなと駅間
IC乗車カード対応区間:全線(Suicaの首都圏エリア)
東京駅 - 越中島駅間が首都圏本部、潮見駅 - 蘇我駅間、市川塩浜駅 - 西船橋駅間(高谷支線)、西船橋駅 - 南船橋駅間(二俣支線)が千葉支社の管轄であり、越中島駅 - 潮見駅間に支社境界がある。
2020年(令和2年)度の最混雑区間(葛西臨海公園 → 新木場間)の混雑率は102%である。
1996年度以降は190%前後で推移し、並行する東京メトロ東西線に次ぐ混雑路線であった。2008年度のダイヤ改正で毎時21本に増発した。