山陽本線
本郷駅を過ぎるとその後は山岳路線となり、緩やかな上りカーブが連続する。東広島市に入り、椋梨川を渡ると河内駅。駅前には国道432号が通り、駅南側の山の上には広島空港がある。入野駅を過ぎ、白市駅からは広島シティネットワーク区間に入る。この駅から先はしばらく平坦な路盤になり、学生の多い西高屋駅、東広島市の中心地である酒都・西条にあり広島大学への連絡口ともなっている西条駅、2017年に開業した寺家駅を経て、八本松駅へ向かう。
山陽本線は山陽鉄道の時代から、なるべく路線の勾配を抑えることに重点を置いて建設されたが、三原駅以西のルートを決めるにあたり、工費のかかるトンネルを避けつつ、最も経済的な最短経路を選んだ結果、広島県内の八本松駅 - 瀬野駅間に「瀬野八」と呼ばれる22.6‰の急勾配区間が生じた。上り貨物列車は広島貨物ターミナル駅 - 西条駅間で、最後尾に補助機関車(補機)を連結して後押ししてもらっている。
瀬野八を下っていき、広島市に入り、瀬野川と国道2号に沿いながら瀬野駅へ。
1891年(明治24年) 3月18日:三石仮停車場 - 岡山駅間 (27M41C≒44.28 km)が延伸開業。三石駅・吉永駅・和気駅・瀬戸駅・長岡駅(現在の東岡山駅)・岡山駅が開業。三石仮停車場が廃止。 4月25日:岡山駅 - 倉敷駅間 (9M74C≒15.97 km)が延伸開業。庭瀬駅・倉敷駅が開業。 5月9日:営業距離をマイル・チェーン・リンク表記からマイル・チェーン表記に簡略化、一部修正(神戸駅 - 倉敷駅間 101M9C8L→99M3C)。 7月14日:倉敷駅 - 笠岡駅間 (17M39C≒28.14 km)が延伸開業。玉島駅(現在の新倉敷駅)・鴨方駅・笠岡駅が開業。 9月11日:笠岡駅 - 福山駅間 (8M70C≒14.28 km)が延伸開業。福山駅が開業。 11月3日:福山駅 - 尾道駅間 (12M22C≒19.75 km)が延伸開業。松永駅・尾道駅が開業。
1892年(明治25年)7月20日:尾道駅 - 三原駅(初代)駅間 (5M50C≒9.05 km)が延伸開業。三原駅(初代・現在の糸崎駅)が開業。
1893年(明治26年) 4月21日:本線が改マイルにより16C(≒0.32 km)延長。 12月3日:和田岬線 兵庫駅 - 和田崎町駅間に新川荷扱所が開業。
1894年(明治27年)6月10日:糸崎駅 - 広島駅間 (46M22C≒74.
最高速度: 神戸駅 - 姫路駅間 130 km/h(西明石駅 - 兵庫駅間の電車線は120km/h) 姫路駅 - 下関駅間 120 km/h 下関駅 - 門司駅間 95km/h 兵庫駅 - 和田岬駅間 85 km/h
運転指令所: 神戸駅 - 上郡駅間 近畿総合指令所大阪指令所 上郡駅 - 糸崎駅間 中国総合指令所岡山指令所 糸崎駅 - 下関駅間 中国総合指令所広島指令所 下関駅 - 門司駅間 博多総合指令センター
列車運行管理システム JR京都・神戸線運行管理システム(神戸駅 - 上郡駅間) 山陽線運行管理システム(上郡駅 - 三原駅間、両駅の構内除く)
IC乗車カード対応区間 ICOCAエリア : 神戸駅 - 下関駅間 (神戸駅 - 相生駅は、PiTaPaポストペイサービス対象区間) 兵庫駅 - 和田岬駅間 (PiTaPaポストペイサービス対象区間) SUGOCA福岡・佐賀・熊本・大分エリア: 下関駅 - 門司駅間
上記の営業キロ数は柳井駅経由のものである。岩国駅 - 櫛ケ浜駅間を通過する場合の運賃・料金は最短経路である岩徳線経由として計算する(経路特定区間)。岩徳線の岩国駅 - 櫛ケ浜駅間は営業キロ43.7 km、換算キロ48.1 kmなので、神戸駅 - 門司駅間の運賃・料金計算に用いる営業キロは512.7 km、運賃計算キロは517.1 kmとなる。
1987年(昭和62年)4月1日:国鉄分割民営化により、神戸駅 - 下関駅間が西日本旅客鉄道、下関駅 - 門司駅間が九州旅客鉄道が承継。日本貨物鉄道が神戸駅 - 門司駅間の第二種鉄道事業者となる。
1988年(昭和63年) 3月13日:大阪駅 - 神戸駅 - 姫路駅間にJR神戸線の愛称が使用開始。 4月3日:宮内串戸駅が開業。
1989年(平成元年) 3月11日:岡山駅 - 福山駅間の快速を「SUNライナー」と命名(後に「サンライナー」と改称)。 8月11日:中野東駅・阿品駅が開業。
1990年(平成2年) 3月10日:岡山操車場が貨物駅の西岡山駅に統合され廃止。 3月15日:旧岡山操車場の場所に貨物駅の西岡山駅が移転。 6月26日:三原駅付近高架化。三原駅 - 本郷駅間が経路変更され0.6km短縮。
1991年(平成3年)4月1日:山陰本線への直通列車のみ、幡生駅 - 下関駅間でワンマン運転開始。
1994年(平成6年) 3月21日:JR貨物の姫路駅が移転し、姫路貨物駅に改称。 5月23日:防府駅付近高架化。
1995年(平成7年) 1月17日:阪神・淡路大震災により、姫路駅 - 神戸駅間が不通になる。 1月18日:一部区間で運転を再開(以後段階的に開通して不通区間が解消)。 1月30日:神戸駅 - 須磨駅間のうち、上下電車線・内側線が復旧。 4月1日:神戸駅 - 西明石駅間の上下列車線・外側線が復旧。
2019年3月現在、山陽本線内のみを運行する優等列車は無く、線内を走る優等列車は、「らくラクはりま」を除きすべて山陰方面や四国へ直通する列車である。以下の列車が運転されている。
下記に示す区間は山陽本線を走行する区間である。全運行区間など各列車の詳細については当該列車の記事を参照。過去の列車は「山陽本線優等列車沿革」を参照。
昼行列車 らくラクはりま(289系電車、神戸駅 - 姫路駅間) はまかぜ(キハ189系気動車、神戸駅 - 姫路駅間) スーパーはくと(智頭急行HOT7000系気動車、神戸駅〈13号を除き通過〉 - 上郡駅間) スーパーいなば(キハ187系気動車、上郡駅 - 岡山駅間) やくも(381系電車、岡山駅 - 倉敷駅間)
夜行列車 サンライズ瀬戸(285系電車、神戸駅〈通過〉 - 岡山駅間) サンライズ出雲(285系電車、神戸駅〈通過〉 - 倉敷駅間)
神戸駅を終点とする東海道本線を西に延長する形で、神戸から姫路・岡山・福山・広島・下関などの兵庫県南部から山陽地方の瀬戸内海沿いの各主要都市を経由し、北九州の門司に至る路線である。東海道本線とともに本州の大動脈としての役割を担っており、普通・快速・新快速・特急・貨物列車が東海道本線と直通運転していることから「東海道・山陽本線」とまとめて呼ばれることが多い。門司駅からは鹿児島本線に直通して小倉駅方面に至る。
かつては東京や京阪神(関西)と中国地方・九州を結ぶ長距離旅客列車が運行されていたが、山陽新幹線の開業後は長距離旅客輸送の役割を同新幹線に譲り、並行する山陽本線の旅客輸送は地域輸送中心の体制に移行している。全線を走行する定期旅客列車は現在、存在せず、倉敷駅 - 門司駅間には特急列車は走行していない。一方、日本貨物鉄道(JR貨物)による貨物列車は全区間で運行されており、ほとんどの貨物列車が東海道本線と直通運転している。
神戸駅 - 姫路駅間には、直通している東海道本線の大阪駅 - 神戸駅間とともに「JR神戸線」の愛称がつけられている。大阪駅 - 姫路駅間は阪神間および兵庫県南部(播磨地域)の都市間を結ぶ主要路線であるJR神戸線として一体的な運行がなされ、12両編成の新快速が高速・高頻度運転を行なっている。JR神戸線区間は基本的に姫路駅以西とは大きく運行形態が異なる。