JR西日本キハ120形気動車
美祢線(厚狭駅 - 長門市駅間)向けには1993年に0番台(17 - 22)が投入され、従来のキハ30形やキハ40形が置き換えられた(大嶺支線除く)。車体塗色は、前面は銀塗装に窓回りが黒、前照灯の周辺部および側面に青色・桃色・黒色の帯を配したものである。
美祢線では2013年に利用促進策の1つとして美祢線の通る山陽小野田市・美祢市・長門市の各市をイメージしたラッピング車両を運行することになり、2013年3月20日に「美祢車両」(キハ120 19)、3月27日に「長門車両」(キハ120 10)、3月31日に「山陽小野田車両」(キハ120-9)が運行を開始した。
山口県の萩などを舞台とするNHK大河ドラマ『花燃ゆ』が放送された2015年には、キハ120形2両が『花燃ゆ』ラッピング車となり、一般列車のほか厚狭発東萩行き(長門市経由)臨時快速「幕末ISHIN号」にも使用された。2016年(薩長同盟150年)・2017年・2018年(明治維新150年)にもキハ120形を使用した「幕末ISHIN号」ラッピング車が各年ごとにデザインを変更して登場しており、2019年1月まで運転された。このうち2017年の「幕末ISHIN号」にはキハ120-323が使用された。
岡山地区へは1995年から1996年にかけて姫新線・津山線・因美線・芸備線向けに300番台の328 - 330・334 - 343・353 - 359が津山鉄道部に新製配置され、従来のキハ45系などが置き換えられた。車体塗色は窓上下に橙色、腰部に赤帯である。
2010年には大糸線のキハ52形置き換えのため3両が転出した。2013年から1年間は美作の国1400年記念で岸本斉史の漫画「NARUTO」が描かれたラッピング列車がキハ47形とともに運行された。前記の通り2015年に岡山支社所属の全車両のデジタル運賃表示機が液晶ディスプレイタイプに更新された。
358は、2020年3月に芸備線の東城駅 - 備後八幡駅間で発生した脱線事故により現地解体され、代わりに357が浜田から転入した。357の車体色は浜田色のままである。
2021年4月1日現在は後藤総合車両所岡山気動車支所に300番台16両(328・330・334 - 340・342・343・353・355 - 357・359)が在籍、以下の路線で運用されている。