大糸線
新性能電車 153系 中間車のみ165系と混用(急行列車など) 165系(急行列車など) 169系(急行列車など) 181系(特急「あずさ」) 183系(特急「あずさ」) 185系 189系(JR東日本:長野総合車両センター所属、臨時列車として2018年まで快速「ムーンライト信州」に運用されていた) 381系 E351系 (特急「スーパーあずさ」、2010年3月12日まで) E257系 (特急「あずさ」、2019年3月15日まで) 115系(2015年3月13日まで)
電気機関車 ED22形 ED60形 ED62形 EF64形
ディーゼル機関車 DD16形 DE10形(貨物用) DD15形
蒸気機関車 C56形(貨物用・非電化区間乗り入れあり) C12形(貨物用・主に非電化区間が多い)
E257系(有明駅 2008年9月)
貫通扉設置車両を先頭に大糸線を走るE351系(2007年1月 海ノ口駅)
115系(松本駅 2005年9月17日)
(臨):臨時駅
線路(全線単線) ... ◇・∨・∧:列車交換可、|:列車交換不可