日豊本線
延岡市と日向市の市街地を通り、美々津駅付近から宮崎平野に入る。高鍋駅までは平坦で曲線の少ない海岸沿いを走り林の隙間から日向灘が見え隠れする。田野駅付近から鰐塚山地を越え、山之口駅付近から都城盆地を横断する。財部駅付近から霧島山の山裾を越え、シラス台地の急斜面中腹を縫うように下り、国分平野と姶良平野を横断する。重富駅から鹿児島湾沿いに桜島を望みつつ鹿児島駅へ到着する。列車は鹿児島本線に乗り入れ鹿児島中央駅まで向かう。
停車駅 普通...全旅客駅に停車。ただし一部の列車は竜ケ水駅(▽)を通過 特急(にちりん・ひゅうが・きりしま ほか)...各列車記事参照
↑ 日南線の一部列車は宮崎駅へ乗り入れる。
↑ 宮崎空港線の正式な起点は日南線田吉駅だが、全列車が南宮崎駅まで乗り入れる。
霧島神宮駅 - 国分駅間の駅間距離(12.7 km=営業キロ)は2013年12月1日の時点でJR九州管内の在来線で最長となっている。
JR九州の直営駅:延岡駅、宮崎駅、隼人駅、鹿児島駅、鹿児島中央駅
JR九州サービスサポートの業務委託駅:南延岡駅、日向市駅、高鍋駅、佐土原駅、南宮崎駅、都城駅、霧島神宮駅、国分駅、加治木駅、帖佐駅、姶良駅
簡易委託駅:門川駅、財光寺駅、都農駅、川南駅、日向新富駅、日向住吉駅、清武駅、西都城駅、重富駅
上記以外の駅は無人駅である。
この区間は多くが山間部を通り、市街地は佐伯駅周辺と延岡駅周辺のみである。途中の駅はすべて無人駅で、駅舎が残っている駅は少ない。特急もこの区間は約1時間にわたって列車交換のための運転停車以外ノンストップである。また、県境を通るため、ほかの区間に比べて普通列車の本数が極端に少ない。また、この区間はほぼすべてで国道10号と並行している。
区間別の平均通過人員(輸送密度)、旅客運輸収入は以下のとおり。
↑ 台風18号の影響で長期間不通となった区間を含む「大分 - 佐伯」間の値を除いた実績。
↑ 台風18号の影響で不通となった期間を除いた実績で算出。
2018年度の混雑率は快速46%・普通97%となっている。快速の輸送人員353人は、811系4両と813系3両の合計座席数(348席)とほぼ同じであり、普通と比較すると混雑率の差が顕著である。
福岡近郊区間 : 小倉駅 - 行橋駅間
鹿児島都市圏近郊の国分駅 - 鹿児島中央駅間は1時間におおむね2本(20 - 80分間隔)程度、朝夕などの通勤通学時間帯は最大で1時間に4本程度運行されている。西都城駅 - 国分駅間は利用客が少なく、1日あたり9往復で日中は3時間以上空く時間帯がある。
西都城駅 - 鹿児島駅間を運行する列車はすべて鹿児島中央駅まで運転されており、大半の列車が国分駅 - 鹿児島中央駅間で折り返し運転を行っている。南宮崎駅・宮崎駅まで運転される列車もある。鹿児島中央駅を越えて運転される列車もあり、最遠で鹿児島本線川内駅まで直通する。竜ケ水駅では普通列車でも通過する列車がある。
この区間では、主にワンマン運転対応の817系が使用されている。また、朝夕の通勤通学時間帯を中心に連結して使用される。また、肥薩線や吉都線で運用される車両を送り込むために、キハ40形・キハ47形気動車による列車も数本運転されている。2015年ダイヤ改正までは都城発鹿児島中央行きに817系の6両編成が設定されており、鹿児島支社の普通列車では最長編成であったが、同改正により415系4両編成に変更された。これにより、2022年9月ダイヤ改正までの間、415系が定期列車として宮崎・鹿児島両県内に乗り入れることとなった。また、都城駅 - 鹿児島中央駅間も4両ワンマンを実施するようになったため、宮崎県内では初めて都市型ワンマン運転を行うこととなった。