外房線
房総半島の太平洋側を巡る鉄道として、房総鉄道が1896年1月に蘇我駅 - 大網駅間を開業したのが始まりである。2月には千葉で総武鉄道と接続し、1897年に一ノ宮駅(現在の上総一ノ宮駅)、1899年に大原まで延伸された。1907年に鉄道国有法により官設鉄道に編入され、房総線(ぼうそうせん)となった。
以降も順次延伸され、1913年に勝浦駅、1927年に上総興津駅、1929年に安房鴨川駅まで延伸され、1925年に安房鴨川駅まで達していた北条線(現在の内房線)と接続し、同時に北条線を編入して千葉駅 - 大網駅 - 安房北条駅 - 木更津駅 - 蘇我駅間が房総線とされた。しかし、1933年には再び千葉駅 - 大網駅 - 安房鴨川駅間が分離され、房総東線(ぼうそうとうせん)となり、1972年に現在の外房線に改称された。
また、総武鉄道と接続した当初より、千葉駅と大網駅でスイッチバック(方向転換)をする配線だったが、1963年に千葉駅を西千葉駅方向に0.8km、1972年に大網駅を土気駅寄りに0.6kmそれぞれ移設して同時に新線を敷設したため、東京方面から大原方面へ方向転換なしで運転可能な配線となり、スピードアップにつながった。その一方、大網駅のスイッチバック解消後、総武本線の自動列車制御装置 (ATC) の関係から房総半島を一周する特急・快速列車が設定できなくなった。なお大網(旧)駅に接続する旧線は、東金線から新茂原方面へ直通する貨物列車のルートとして残されたが、1996年から実質的に休止状態で、1999年に廃止された。
横須賀線・総武快速線に直通する列車と京葉線に直通する列車が設定されている。
横須賀・総武快速線直通(快速)
東京駅・錦糸町駅・船橋駅・千葉駅などを経由する横須賀・総武快速線との直通列車は、外房線・総武快速線内では快速運転を行う。下りは横須賀線からの直通も多いが、上りは横須賀線に乗り入れない東京止まりも多く設定されている。日中にも設定があり、かつては勝浦駅発着で運転されていたが、1998年に大原駅発着に見直され(付属編成のみで運転されるものは1998年以降も勝浦駅発着を維持)、2004年10月16日のダイヤ改正で上総一ノ宮駅発着に統一された。さらに、2010年12月4日のダイヤ改正では日中の運転は取り止められ、京葉線直通の列車に置き換えられた。
大幅なダイヤ乱れが発生した場合は、上総一ノ宮まで運行せず、津田沼駅・千葉駅・誉田駅・茂原駅のいずれかで運行を終了し、東京方面に折り返す運用が行われることもある。そのため、運用車両には普段はない「茂原」行きの表示が用意されている。
国鉄時代の総武線直通快速の千葉駅 - 勝浦駅間の停車駅は蘇我駅・誉田駅・大網駅・茂原駅・上総一ノ宮駅・大原駅・御宿駅であったが、ダイヤ改正を重ねるにつれ停車駅が増加し、現在では千葉駅 - 大網駅間は各駅に停車する。総武線快速の車両は鎌倉車両センターのE217系またはE235系の11両編成か15両編成である。