鹿児島本線
門司港駅は駅舎としては九州で唯一、国の重要文化財に指定されている。門司港レトロ地区にあり、その中心駅に相応しい駅舎である。ここは鹿児島本線の起点であり、九州の鉄道の起点とされる。2019年に1914年建設当時の姿に駅舎を修復する工事が完成した。
門司港駅を発車すると、しばらく国道3号と国道199号に挟まれた区間を走る。この区間はしばらく、左側には山が迫り、右側には古い工場・倉庫群の間から関門海峡と対岸の下関市の街並みを見ることができる。
小森江駅を過ぎると、まもなく関門トンネル出口より山陽本線が地上に現れて並走し、門司駅に到着する。正式には山陽本線は門司駅が終点であるため、この駅が九州の鉄道の玄関口と称することもできる。ただし、運転系統上の山陽本線の終点は小倉駅である。
門司駅を発車すると、貨物駅を横目に見つつ門司区より小倉北区へ入り、山陽新幹線の高架を潜り、チャチャタウン小倉付近を通過すると、北九州市最大の繁華街の中心、小倉駅に到着する。日豊本線や日田彦山線も小倉駅まで直通し、北九州モノレール小倉線も利用できる。
竹下駅の博多駅寄りに渡り線があり、異常時は転線することも可能) 3線: 吉塚駅 - 博多駅間(うち1線は福北ゆたか線用の単線) 南福岡駅 - 春日駅間 複線: 門司港駅 - 門司駅間 折尾駅 - 吉塚駅間 竹下駅 - 南福岡駅間 春日駅 - 八代駅間 木場茶屋駅 - 串木野駅間 東市来駅 - 鹿児島駅間
電化区間:全線(交流20,000V・60 Hz)
最高速度 130 km/h(門司港駅 - 八代駅間) 95 km/h(川内駅 - 鹿児島駅間)
運転指令所:博多総合指令センター
各支社の管轄区間は以下のようになっている。
JR九州本社鉄道事業本部:門司港駅 - 大牟田駅間
JR九州熊本支社:荒尾駅 - 八代駅間
JR九州鹿児島支社:川内駅 - 鹿児島駅間
本社と熊本支社の境界は福岡県と熊本県の県境付近に設置されている。
列車位置情報システム「どれどれ」配信区間:全線(門司港-八代間、川内-鹿児島間)
その後、福岡県道279号本城熊手線の黒崎跨線橋を潜ると、右手に県道279号が並走し左手の筑豊電鉄熊西駅を通過する。桜ヶ丘町付近で筑豊電鉄線は左に曲線を描き、鹿児島本線・福北ゆたか線から離れる。この付近で並走していた国道3号が左手に、県道279号が右手に分かれ、やはり右手に皇后崎浄化センターを望むと、まもなく陣原駅に到着する。熊西駅(筑豊電鉄)- 折尾駅間の左側には1999年(平成11年)に廃止となった西鉄北九州線の専用軌道の廃線跡が随所で見ることができる。
陣原駅を発車すると、福岡県道11号有毛引野線を潜り、やや左に曲線を描く。再び国道3号がわずかに並走し、すぐに鹿児島本線は右に、国道3号は左に曲線を描いて離れる。その後、まもなく左へ曲がり始め折尾駅に到着する。折尾駅の鹿児島本線ホームは左にカーブしている。なお、筑豊本線とは鹿児島本線が利用できる駅舎の所で十字に交差していたが、2019年3月16日以降は筑豊本線は新設の高架ホームから発着している。2022年3月11日までは同駅の手前で鹿児島本線から筑豊本線への短絡線が分岐し、その先に福北ゆたか線のホームA・Bのりば(旧6・7番のりば)と専用の駅舎(鷹見口)があった。同駅でこれまで続いた鹿児島本線の貨客分離による複々線区間は終了し、複線となる。折尾駅周辺は大学などの教育機関が多く、学生の利用者も多い。折尾駅は日本最古の立体交差駅で、東口にルネッサンス様式の駅舎があった。また、駅構内の高架の下を通る通路は赤煉瓦造りとなっていたが、折尾駅周辺連続立体交差事業により取り壊されており現存していない。
折尾駅を発車すると、ホーム手前から続く曲線がわずかに続き、左手の筑豊本線につながる線路がトンネルに入って行き、右手から並行してきた筑豊本線が折尾トンネルに入り鹿児島本線の下を潜って左手に分かれて行く。
2001年(平成13年)3月3日:弥生が丘駅が開業。
2002年(平成14年)2月22日:海老津駅 - 教育大前駅間で列車衝突事故が発生(無閉塞運転#無閉塞運転による事故を参照)。 3月23日:JR貨物門司駅が北九州貨物ターミナル駅に改称。
2003年(平成15年) 3月15日:水城駅 - 都府楼南駅間に太宰府信号場が開設。 7月7日:旧香椎操車場跡地に高架の千早駅が開業。 10月1日:川内駅 - 鹿児島駅間でワンマン運転開始。
2004年(平成16年)3月13日:九州新幹線鹿児島ルートの部分開業に伴い、八代駅 - 川内駅間が肥薩おれんじ鉄道に移管。新八代駅が開業。西鹿児島駅を鹿児島中央駅に、熊本工大前駅を崇城大学前駅に、JR貨物鹿児島駅を鹿児島貨物ターミナル駅に改称。箱崎駅の高架完成。
2005年(平成17年) 3月1日:鳥栖駅 - 銀水駅間でワンマン運転開始。 10月1日:門司港駅 - 外浜駅間の貨物支線が休止。2003年3月より列車は運行されていなかった。
2006年(平成18年)3月18日:鳥栖貨物ターミナル駅が開業。ワンマン運転区間における車内精算(乗車時に整理券を取って、降車時に運賃等とともに運転士に渡す)をすべて取りやめる(都市型ワンマン運転に変更)。
2008年(平成20年) 3月15日:筑前新宮駅を福工大前駅に改称。 9月5日:門司港駅 - 外浜駅間の貨物支線が廃止。
2009年(平成21年) 3月1日:門司港駅 - 荒尾駅間でICカード「SUGOCA」を導入。