大船駅
湘南新宿ライン:東海道本線(品鶴線経由)を経て、戸塚駅から西大井駅まで横須賀線と同一の線路を使用し、新宿駅経由で東海道線と高崎線間、横須賀線と宇都宮線間をそれぞれ直通する。 - 駅番号「JS 09」
根岸線:当駅から根岸駅を経て起点である横浜駅へと結ぶ近距離電車で、横浜駅から東海道本線東京駅方面へ走る京浜東北線とほとんどの電車が直通運転を行っている。 - 駅番号「JK 01」
横浜線:横浜線の起点は東海道本線東神奈川駅であるが、平日の下り2本・上り3本、土休日の3往復のみが当駅まで直通する。
JR東日本の駅に停車する優等列車は、東京と伊豆を結ぶ東海道線の特急「踊り子」および東京都心と湘南地区間の通勤客をターゲットとした特急「湘南」が一部停車し、横須賀線では成田国際空港へのアクセス列車である「成田エクスプレス」の始発・終着駅となっている。普通列車は、東海道線の快速「アクティー」・普通、横須賀線の普通、湘南新宿ラインの特別快速・快速・普通、根岸線の快速・各駅停車の全列車が停車するほか、2015年3月のダイヤ改正以前は横須賀線の「おはようライナー逗子」「ホームライナー逗子」も停車していた。
1966年5月からはドリーム交通モノレール大船線が乗り入れていたが、1967年9月に運行休止、2003年9月に正式に廃線となった。