苗穂運転所
キハ141系気動車
改造により誕生した全車両がキハ40系の札沼線仕様車とともに札沼線の普通列車で使用されていたが、2012年の札沼線電化とそれに伴う同年10月27日のダイヤ改正に伴い、定期運用から撤退し、一部のキハ143形が苫小牧運転所へ転属した。その後長らく保留車となっていたキハ142形2両も、2015年3月31日付で廃車された。
キハ150形気動車
7両 (11 - 17) が配置され、函館本線の普通ワンマン列車(小樽・倶知安・長万部方面)で使用されていたが、2020年3月に撤退。同月に5両(11 - 13・16・17)は旭川運転所へ転属し、同年7月13日付で1両(15)が、同年11月22日付で1両(14)が同運転所へ転属した。
キハ400系気動車
改造により誕生した全車両が2000年の宗谷線の高速化まで宗谷線系統の急行列車に充当された。運用終了後は前述の札沼線用の一般車(キハ40形330番台・キハ48形1330番台)に再改造されたほか、キハ480 304のみ休車扱いとなり、苗穂工場で長期間留置された後、2006年10月6日付で廃車・除籍された。
このほか、1997年から1998年にかけてお座敷車に改造したキハ400形500番台3両も所属したが、2015年3月31日付で2両(502・503)が、1両(501)が2016年10月17日付で廃車され消滅している。
DBR600形ディーゼル機関車
モーターカー「HTR-600」を改造したもので、2両が配置されていた。車両基地構内の入換作業、除雪などに使用された。2014年7月1日付で除籍された。