智頭急行智頭線
1985年(昭和60年)に出た調査結果では、「ローカル輸送のみでは赤字、国鉄と直通の特急列車を含めれば黒字」という結論が得られ、これを前提として国鉄や運輸省との交渉が行われた。この予測では、通過旅客数1,652 人/日と見積もられていたが、国鉄側はそれほどの乗客はないだろうと懐疑的であった。実際に開通すると、この倍に達する輸送実績を残している。西尾鳥取県知事は同年11月28日に兵庫県知事と、11月29日に岡山県知事と会談を行い、第三セクター化の方向が事実上決定した。1986年(昭和61年)1月10日に期成同盟会の名称を「智頭線建設促進期成同盟会」に変更し、第三セクター会社の設立準備組織とした。3月31日に鳥取・岡山・兵庫3県での出資割合の覚書を締結し、4月11日に「智頭鉄道株式会社」の設立発起人会、5月30日に創立総会を行って、5月31日に設立登記が行われた。11月27日に鉄道事業免許申請を行い、12月25日に交付を受けて、翌1987年(昭和62年)1月27日に工事が再開された。建設費は413億円に改定された。
鳥取方面へは当時まだ鳥取自動車道は開通していなかったが、高速道路の建設が進むことは自明であり、高速バスの所要時間に打ち勝てるだけの高速化を図っておくことが、智頭線の経営上必要であると考えられた。1989年(平成元年)頃、新幹線建設の見込みがない鳥取方面への高速輸送のため、当初予定になかった高規格化工事の検討が始まった。
当初は、新大阪 - 鳥取・倉吉間に智頭急行のHOT7000系車両による特急「スーパーはくと」が3往復、JR西日本のキハ181系車両による特急「はくと」が臨時で1往復設定された。また普通列車は上郡 - 大原間で17往復、大原 - 智頭間で12往復設定された。なお、貨物列車・快速列車は設定されなかった。
開業後まもない、1995年(平成7年)1月17日未明に阪神・淡路大震災が発生し、京阪神方面への直通特急列車は全列車運休に追い込まれた。1月23日から姫路 - 鳥取間で運転を再開したものの、大阪への直通が再開するのは4月1日まで待つことになった。しかしその後は順調に直通特急の需要は伸びていった。1996年(平成8年)3月16日のダイヤ改正では、京都と鳥取を山陰本線経由で4時間弱かけて結んでいた特急「あさしお」が廃止され、「あさしお」に使用されていたキハ181系車両を利用して「はくと」が2往復増発された。また「スーパーはくと」を含めて全列車が京都始終着に延長された。さらに1997年(平成9年)3月8日のダイヤ改正ではHOT7000系車両が1編成増備されて「スーパーはくと」は5往復となり、同年11月29日のダイヤ改正でもさらに1編成増備されて全列車が「スーパーはくと」となった。また、それまで津山線・因美線経由で岡山と鳥取を結んでいた急行「砂丘」が廃止されて、智頭急行線経由でキハ181系を使用した特急「いなば」として3往復設定されるようになった。2003年(平成15年)10月1日からは、キハ187系を使用した特急「スーパーいなば」となり、5往復に増発されている。