大分鉄道事業部
大分県大分市要町1-1 最寄駅は大分駅
旅客車:「分オイ」 大分支社を意味する「分」と、大分の電報略号「オイ」から構成される。
機関車:「大」 大分を意味する「大」から構成される。
457系(JO編成) 2005年10月1日時点でJO6 - 10・15の3両編成6本計18両が在籍していた。2006年(平成18年)3月31日にJO6 - 8・10は廃車。JO9・JO15編成は鹿児島車両センターに転出。2009年(平成21年)3月16日にJK9編成が、2010年(平成22年)2月8日にJK15編成は廃車回送された。
717系(HO編成) 2003年(平成15年)時点で815系と共通運用されるHO201の2両編成1本が在籍。同年10月1日に817系V012・V013編成との交換により鹿児島車両センターに転出。
485系(DO編成) 2015年10月1日時点でDO32編成の5両編成が配置されていた。 2010年12月に鹿児島総合車両所(現・鹿児島車両センター)より転入した。かつて在籍したDO2編成共々、JR九州色(赤一色)から国鉄色に塗装変更されており、DO32編成は国鉄色に変更された鹿児島のDK9編成を大分に転配させたもので、同じく国鉄色となっていた増結用中間車2両を組み込んだ上で2010年12月より5両編成として運用された。 2011年4月時点では大分に28両が存在したが、全車が同年3月12日で定期運用を終了し、DO2・DO32を除いて2011年度に廃車されている。DO2編成は2014年(平成26年)に廃車され、DO32編成は西日本地区では唯一現役の485系として波動輸送用に残存していたが、2015年10月18日に大分駅から小倉総合車両センターへの廃車回送を兼ねた臨時団体列車をもってすべての運用を終了。2016年1月にクハ481-256を除く4両が廃車された。
100番台・1500番台については現存する全編成が所属している。 ロングシート車で構成される編成のうち100番台では12本 (FO103, 105, 106, 108, 110, 111, 119, 120, 122 - 124, 126) が2016年(平成28年)3月に小倉総合車両センターから転属した編成となっている。 クロスシート車6本 (FO107, 109, 112, 117, 118, 125) は日豊本線(杵築 - 佐伯間)で運用されるが、ロングシート車の予備車が少ないため、ロングシート車の運用を代走することがある。 ロングシート車は山陽本線(下関 - 門司間)・鹿児島本線(門司港 - 熊本間)、日豊本線(小倉 - 佐伯間)、福北ゆたか線(黒崎 - 直方間)、長崎本線(鳥栖 - 江北間)、佐世保線(全線)の広範囲で運用される。 南福岡車両区所属編成の予備も少ないため南福岡所属編成の運用に入ることもある。 なおFO520編成は2016年3月に鹿児島車両センターへ転出したが、2022年3月に車両転配により復帰。 保留車となっていた0番台の4両編成3本 (FO1, 6, 9)およびクハ411形1両 (325) は2013年8月から9月にかけて相次いで廃車となっている。