陸羽西線
前述の通り、2022年5月14日から全線を運休してバス代行輸送を行っている。以下および快速「最上川」の節は特記なければ運休前の2022年3月12日ダイヤ改正時点の運行形態である。代行バスの運行形態は「バス代行輸送」の節を参照。
余目駅から羽越本線に直通する新庄駅 - 酒田駅間の列車が4.5往復、陸羽西線内で完結する新庄駅 - 余目駅間の列車が4.5往復設定されている。一部列車は新庄駅で行先を変更して陸羽東線に直通する。かつては時刻表上に明記される陸羽東線直通列車も存在した。速達列車として快速「最上川」が新庄駅 - 余目駅(上り)・酒田駅(下り)間に1往復設定されている。
1993年12月1日からワンマン運転が実施されており、車両は1998年から専用塗装のキハ110系(小牛田運輸区所属)が使用されている。現在、全列車ワンマン運転を実施しているが、臨時列車など車掌乗務が必要な場合は山形運輸区の車掌が乗務する。
1924年(大正13年)4月20日:羽後亀田 - 羽後岩谷間* 開業により羽越北線と接続、陸羽西線を新庄 - 余目間とし、秋田 - 鼠ケ関間を羽越線とする。
1952年(昭和27年)2月15日:高屋信号場を高屋駅に変更。
1959年(昭和34年) 5月15日:南野駅を新設。 12月1日:仙台・米沢 - 新庄 - 酒田間に準急「もがみ」運転開始。
1960年(昭和35年)11月1日:仙台 - 山形 - 新庄 - 酒田間に準急「月山」運転開始。
1963年(昭和38年)10月1日:上野 - 新庄 - 酒田間に急行「出羽」運転開始。
1966年(昭和41年) 3月5日:準急「もがみ」「月山」を急行に格上げ。 9月1日:羽前前波駅を新設。
1982年(昭和57年)11月15日:急行「出羽」廃止。
1986年(昭和61年)11月1日:急行「もがみ」廃止。
1987年(昭和62年)4月1日:国鉄分割民営化にともない東日本旅客鉄道が承継、全線の貨物営業を廃止。
1991年(平成3年)2月28日:CTC化完成。
1992年(平成4年)7月1日:急行「月山」が無愛称の快速化。
1999年(平成11年)12月4日:公募により決定された「奥の細道最上川ライン」の愛称を使用開始。
各年度の平均通過人員(人/日)は以下の通り。
1987年度:2,185人
2010年度:488人
2011年度:456人
2012年度:403人
2013年度:403人
2014年度:409人
2015年度:391人
2016年度:389人
2017年度:401人
2018年度:345人
2019年度:343人
2020年度:163人
2021年度:192人
2022年度:148人