東北新幹線
また、東北本線 仙台駅 - 一ノ関駅で臨時快速列車6往復の運転を開始した。4月29日に東北新幹線は全線で運転を再開し、東京駅 - 仙台駅間で上下108本、東京駅 - 盛岡駅間で上下57本、東京駅 - 新青森駅間で上下29本を運行した。全線運転再開にあわせて「つなげよう、日本。」「がんばろう日本! がんばろう東北!」のステッカーを貼って運転された。また、「はやぶさ」が東京駅 - 新青森駅間で1往復、東京駅 - 仙台駅で1往復運転され、グランクラス料金の一部は被災地復興支援の義援金として寄付された。
運転再開当日は仙台市地下鉄南北線の全線開通や、東北楽天ゴールデンイーグルス(Kスタ宮城・vsオリックス・バファローズ戦)、ベガルタ仙台(仙台スタジアム(ユアテックスタジアム仙台)・vs浦和レッズ戦)の本拠地初戦の開催と重なったことから、仙台市の市民ボランティアのTwitterでの呼びかけにより、九州新幹線開業CMを元に、通過する列車を沿線で手を振って迎えようというプロジェクトが企画され、当日は沿線で多くの人が列車に向かって手を振る様子が見られ、この模様がYouTubeやニコニコ動画などで配信された。
全線運転再開後も那須塩原駅 - 盛岡駅間では徐行運転による暫定ダイヤでの運転が継続されたが、7月9日に那須塩原駅 - 福島駅間および一ノ関駅 - 盛岡駅間で、9月23日には全区間で速度規制が解除され、約半年ぶりに震災前の所定ダイヤ(最高速度300 km/h)での運転が可能になった。
国鉄の経営悪化などを背景に1982年(昭和57年)9月の臨時行政調査会の基本答申に沿って、東北新幹線(盛岡市 - 青森市)を含む整備新幹線計画を当面見合わせる閣議決定がなされた。
1985年(昭和60年)12月に、盛岡 - 新青森間の認可申請が行われた。1986年(昭和61年)11月には、青森市の石江地区に、奥羽本線の駅として新青森駅が開業した。国鉄改革や行財政改革の進展、沿線地域の建設促進への強い要望などを背景に、1987年(昭和62年)1月に整備新幹線建設の凍結解除が閣議決定され、盛岡駅以北の東北新幹線の建設に道が開かれた。
同年4月1日の国鉄分割民営化に伴い、1972年(昭和48年)の整備計画では国鉄が建設主体とされていた東北新幹線(盛岡市 - 青森市)は、日本国有鉄道改革法等施行法の附則により東日本旅客鉄道(JR東日本)が営業主体および建設主体とされたが、同年9月に施行された「旅客鉄道株式会社が建設主体とされている新幹線鉄道の建設に関する事業の日本鉄道建設公団への引継ぎに関する法律」により東北新幹線(盛岡市 - 青森市)の建設は日本鉄道建設公団に引き継がれた。
この区間は寒冷・多雪地帯であるため、上越新幹線で実績のあるスプリンクラーによる散水消雪方式の採用が検討され、2000年から2002年にかけて長さ60 mのモデル高架橋を設置した七戸消雪試験場で試験を行った後、2008年度に青森市内に船岡消雪試験場として300 mの本線高架橋を建設し、散水消雪試験が行われた。試験で得られた結果をもとに、七戸十和田駅 - 新青森駅間で散水消雪システムが導入された。
新幹線では高速で列車が走行するため、列車風によって雪が舞い上がり台車等に着雪する。その後気温の高い地域などで雪が落下し、地上設備を損傷させることがある。そのため12月1日から3月31日までの冬期間にバラストスクリーンを常時設置し、落雪によるバラストの飛散を防止している。また、400 km/hの営業列車からの落雪でも破損しない新型のEast-i地点検知地上子を開発した。また、建設当時に雪害が想定されていなかった大宮駅 - 仙台駅間では、降雪や積雪の状況によっては徐行運転を行なうことで地上設備の破損を防止する。
分岐器においては雪による転換不良を防止するための対策がなされており、車両からの雪の持ち込みを防ぐために気温が規定値を下回ると作動する融雪マットヒーター、落雪防護マクラギ、レールを温めて雪を除去する電気温風式融雪機や直接加熱式電気融雪機、可動部に挟まった雪などを高圧の温水で除去する温水噴射式融雪装置が設置されている。
東北新幹線のうち、東京都 - 盛岡市の区間は1971年(昭和46年)1月に全国新幹線鉄道整備法第4条第1項の規定による『建設を開始すべき新幹線鉄道の路線を定める基本計画』により公示された3路線のうちの1つである。同年4月に整備計画が決定され着工された。日本国有鉄道(国鉄)によって建設され、1982年(昭和57年)に大宮駅 - 盛岡駅間が開業し、1985年(昭和60年)3月には東京都区部へ延伸され、上野駅 - 大宮駅間が開業した。国鉄分割民営化後、東北新幹線は東日本旅客鉄道(JR東日本)の路線となり、1991年(平成3年)6月に東京駅 - 上野駅間が開業した。
一方、盛岡市 - 青森市の区間は1972年(昭和47年)に、基本計画が公示され、1973年(昭和48年)11月に整備計画が決定された5路線(いわゆる整備新幹線)の路線の1つである。国鉄の財政悪化により建設が一時凍結されたが、1991年(平成3年)に沼宮内 - 八戸間が標準軌新線(フル規格)、盛岡 - 沼宮内間および八戸 - 青森間が新幹線鉄道直通線(ミニ新幹線)として着工された。その後、全区間がフル規格で建設され、2002年(平成14年)12月に盛岡駅 - 八戸駅間が、2010年(平成22年)12月に八戸駅 - 新青森駅間が開業した。
宮城県 - 青森県間の公共交通機関分担率の変化は、盛岡駅以北開業前の2000年度は、JR(定期外)79%、乗合バス21%であったが、盛岡駅 - 八戸駅間開業後の2003年度は、JR(定期外)78%、乗合バス22%と横ばいで、全線開業後の2012年度は、JR(定期外)90%、乗合バス10%と鉄道が増加した。
東北新幹線 東京駅 - 盛岡駅間および上越新幹線 大宮駅 - 新潟駅間は開業後30年以上経過し、将来的に総額1兆円程度の費用を要する大規模改修が必要であると見込まれることから、国土交通省は2015年(平成27年)12月に全幹法第15条第1項の規定に基づいて東日本旅客鉄道(JR東日本)を所有営業主体に指定した。これを受けてJR東日本は翌年2月に新幹線鉄道大規模改修引当金積立計画を提出した。2016年4月から2031年3月までの15年間に3,600億円の引当金を積み立て、2031年4月から2041年3月までの10年間に1兆406億円の大規模改修を行う計画である。国土交通省はこの計画を同年3月に承認した。
東北新幹線のレール交換は、累計通過トン数8億 tを基準に行われる。東京駅 - 大宮駅間の年間通過トン数は4,400万 tであり、既に人力による交換が行われている。大宮駅 - 小山駅間の年間通過トン数は約2,400万 tであり、開業以来使用してきたレールが2021年度に交換期限に達する見込みである。そのため、2017年2月から10年間かけて大宮駅 - 郡山駅間の上下線約388 kmのレールを交換する計画である。
「やまびこ」は、主に東京駅 - 仙台駅・盛岡駅間で運行される準速達列車である。使用車両はE2系・E5系・H5系・E6系。
東京駅 - 仙台駅間の「やまびこ」は、東京駅 - 福島駅間で「つばさ」を併結する。早朝および深夜には、那須塩原駅・郡山駅 - 仙台駅間および仙台駅 - 盛岡駅間の各駅停車区間列車も運行されている。「つばさ」を併結する列車は小山駅・那須塩原駅・新白河駅は通過する。郡山駅以北ではほぼ各駅に停車するが、1日1往復のみ東京駅 - 仙台駅の途中停車駅が大宮駅、福島駅のみの速達列車が存在し、定期の「やまびこ」で唯一上野駅・宇都宮駅・郡山駅を通過する。
現在は、原則として郡山駅以北に乗り入れ、大宮駅 - 仙台駅間を走行する列車の場合は同区間がノンストップではない列車に「やまびこ」の愛称が用いられている。
「なすの」
「なすの」は、主に東京駅 - 那須塩原駅・郡山駅間で運行される各駅停車列車である。朝の上り252号のみ小山駅→東京駅間で運行される。使用車両はE2系・E3系・E5系・E6系。
主に朝夕の栃木県 - 東京都心間の旅客需要に対応する列車である。運転開始当初は那須塩原以南のみでの運行であったが、秋田新幹線開業に伴う速達タイプの増加による新白河駅・郡山駅停車列車の減少を補う形で、運行区間が郡山駅まで延長された。これにより「やまびこ」との乗り継ぎが若干改善された。朝夕は土曜日・休日運休となる列車がある。
東京新幹線運輸区
仙台新幹線運輸区
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