根岸線
1904年(明治37年)7月15日:路面電車の横浜電気鉄道(1921年(大正10年)に市営化)、神奈川停留所 - 大江橋駅(のちの桜木町駅前)が開業(同社初の営業路線)。横浜市電の路線網整備が開始。
1905年(明治38年)7月24日:横浜電気鉄道の大江橋駅 - 元町駅間が開業(のちの桜木町駅 - 石川町駅間に相当)。
1925年(大正14年)12月5日:横浜市電気局(横浜市電)杉田線八幡橋駅(根岸駅西側) - 聖天橋駅(新杉田駅東側)が開業。横浜市中心部と磯子・杉田地区が路面電車で直結。尾上町駅(関内駅東側) - 八幡橋駅間は現在の根岸線より西側の別ルートで営業。
1928年(昭和3年)5月18日:東京横浜電鉄の神奈川駅 - 高島駅(のちの高島町駅)間が開業。
1932年(昭和7年)3月31日:東京横浜電鉄の高島町駅 - 桜木町駅間が開業。
1970年(昭和45年)7月1日:横浜市電本牧線廃止により、根岸線と並行する区間の市電が全廃。
1976年(昭和51年)9月4日:横浜市営地下鉄(現在のブルーライン)伊勢佐木長者町駅 - 横浜駅間延長開業。横浜駅 - 関内駅間で根岸線と並行。
2004年(平成16年) 1月31日:東急東横線横浜駅 - 桜木町駅間が廃止。 2月1日:横浜高速鉄道みなとみらい線横浜駅 - 元町・中華街駅間が開業(東急東横線と直通運転)。根岸線の横浜駅 - 石川町駅間の北側(海側)で営業運転。
分割民営化まで駅構内広告の無い駅としても知られた山手駅を経て、再びトンネルを抜けると右にカーブして首都高速湾岸線と並行して根岸駅に至る。同駅では貨物線である神奈川臨海鉄道本牧線と接続し、横浜港・本牧ふ頭に接続する横浜本牧駅方面からのコンテナ貨物のほか、根岸駅に隣接するENEOS根岸製油所からの石油類を運搬する貨物列車の拠点駅である。根岸駅を出ると、横浜の発展に貢献した堀割川を渡って横浜市民ヨットハーバーの脇を通り、さらに臨海工業地帯に沿って走行し磯子駅へと至る。以前は日清オイリオ横浜磯子事業場への引込線跡もあった。
磯子駅を出ると高架に上がり、金沢シーサイドラインが接続する新杉田駅へ至る。京急本線の杉田駅とは約400mの距離である。新杉田駅を過ぎると首都高速湾岸線・金沢シーサイドラインと分かれて右にカーブし西へと進路を変えて、台地をトンネルで抜け、トンネルの合間で京急本線を跨ぐ。掘割の中にある洋光台駅、そして横浜横須賀道路を跨いで同じく掘割にある港南台駅へ。両駅の周辺は駅開業にあわせて開発が進められた典型的なニュータウンで、高層住宅が立ち並んでいる。この両駅の間で武蔵国と相模国の旧国境を越える。さらにトンネルを抜けると本郷台駅で、ここには早朝の大船駅からの始発電車を収容する電留線がある。本郷台駅を過ぎると東海道貨物線への連絡線が分岐し、まもなく右手に横須賀線・東海道線・東海道貨物線の三複線が近づき1kmほど並行すると、終点の大船駅に至る。
定期貨物列車は桜木町駅 - 根岸駅間で乗り入れており、コンテナ車編成列車は最大20両編成、石油輸送用タンク車編成列車は最大28両編成に組成される。また、甲種輸送列車は桜木町駅 - 大船駅間で乗り入れている。
電気機関車 EF65形(新鶴見機関区所属機) EH200形(高崎機関区所属機) EF210形(吹田機関区・岡山機関区・新鶴見機関区所属機)
貨車 コキ100系(海上コンテナ輸送に対応) タキ1000形(95km/h運転の高速貨物列車に対応) タキ43000・44000形
甲種輸送列車はかつて電気機関車が牽引していたが、逗子駅 - 神武寺駅間の総合車両製造所専用鉄道(非電化区間)への通し運転のため、2023年3月ダイヤ改正時点ではDD200形(愛知機関区所属機・新鶴見機関区常駐)が充当されている。ただし非電化区間へ乗り入れない根岸駅発着(横浜本牧駅へ継走)の甲種輸送列車については引き続き電気機関車で行っている。
桜木町駅:東急東横線(2004年2月1日廃止)
横浜線経由で横浜駅と甲府・松本方面を結ぶ臨時特急「はまかいじ」が運転されていた。かつては横浜駅発着列車(1号・4号)に加え、1999年から根岸線磯子駅までを結ぶ2号・3号(車両は189系)が設定されていた。この列車は2001年から根岸線・横須賀線を経由して鎌倉駅まで延長運転されたが、乗車率低迷のため2002年を最後に運転は休止された。なお、その後も運転されていた横浜駅発着の「はまかいじ」は横浜駅では京浜東北・根岸線ホームに発着し、往路は品川駅から品鶴線・高島線経由磯子駅折り返しで回送され、復路は逗子駅で折り返し横須賀線経由で品川駅へ回送されていた。
「はまかいじ」以前にも根岸線 - 中央本線直通の臨時列車が運行された実績がある。
急行「白馬山麓スキー号」(1988年・1989年冬 逗子駅 - 南小谷駅・信濃森上駅間)
快速「ホリデー快速やまなし号」(1992年秋 大船駅 - 甲府駅間)
快速「ホリデー快速やまなしピクニック号」(1993年ゴールデンウイーク 大船駅 - 甲府駅間)
いずれも165系が使用され、ATCの関係から根岸線内と横浜線の東神奈川駅 - 橋本駅間ではクモヤ143を連結して走行した。
2009年夏には、横浜港開港150周年を記念して「横浜・神奈川デスティネーションキャンペーン」が行われ、根岸線を経由して横須賀線に直通する臨時列車が運転された。