根室本線
列車の牽引機関車は、ディーゼル機関車である。高速貨物列車及び専用貨物列車はDF200形を使用する。
また、2016年(平成28年)8月23日より台風9号および台風10号の被災により、道東地区の貨物列車の代行として、トラック輸送を開始した。同年9月17日には道東地区の馬鈴薯輸送の拡大のため、苫小牧貨物駅 - 道東地区(帯広貨物駅・士幌地区)間の代行トラック輸送も開始。同年12月22日の上落合信号場 - 芽室駅間の復旧により、貨物列車も運行再開。これに伴い、代行フェリー輸送も終了。
2012年(平成24年)5月までは石油輸送用のタンク車で組成された専用貨物列車も運行されており、専用貨物列車は定期列車(土日運休)として本輪西駅 - 帯広貨物駅間に1往復設定され、室蘭製油所からの石油輸送を行っていた。東室蘭発帯広貨物行きが1本と帯広貨物発本輪西行き1本の片道1本ずつの臨時専用貨物列車も設定されていた。いずれも最高速度は75km/hである。
北海道官設鉄道十勝線
1899年(明治32年) 9月1日:北海道官設鉄道十勝線(とかちせん)として、旭川駅 - 美瑛駅間が開業。同区間に辺別駅(現在の西神楽駅、美瑛駅を開設。 11月15日:十勝線の美瑛駅 - 上富良野駅間が延伸開業。同区間に上富良野駅を開設。
1900年(明治33年)8月1日:十勝線の上富良野駅 - 下富良野駅間が延伸開業。同区間に中富良野駅、下富良野駅(現在の富良野駅を開設。
国有鉄道十勝線→釧路線
1905年(明治38年)4月1日:十勝線の旭川駅 - 下富良野駅( - 落合駅)間が逓信省鉄道作業局(国有鉄道)に移管。旭川駅の読みを「あさひかわ」から「あさひがわ」に変更。
1909年(明治42年)10月12日:国有鉄道線路名称制定に伴い、十勝線と釧路線が統合され、旭川駅 - 下富良野駅( - 帯広駅 - 釧路駅(初代))間が釧路線となる。
1913年(大正2年)11月10日:釧路本線の滝川駅 - 下富良野駅間 (57.6km) が開業。これに伴い、下富良野駅 - 旭川駅間 (54.8 km) が釧路本線(くしろほんせん)から分離され、富良野線(ふらのせん)に改称(以降は富良野線を参照)。
9 km) 。狩勝信号場、新内駅を廃止。
1967年(昭和42年)11月1日:利別駅が600 m幕別寄りに移設。
1969年(昭和44年)4月1日:富良野駅 - 釧路駅(2代目)間、ディーゼル機関車化達成。
1971年(昭和46年)5月1日:東京駅 - 釧路駅間に冷蔵コンテナ急行列車運転開始。
1976年(昭和51年)4月13日:庶路駅構内付近で、特急「おおぞら3号」が脱線・転覆する事故が発生。後部2両が横転。
1981年(昭和56年)10月1日:石勝線の開業に伴い、上落合信号場 - 新得駅間 (23.9 km) が根室本線・石勝線の重複区間となる。また、急行「狩勝」2往復を除く全ての優等列車が石勝線経由に変更。
1982年(昭和57年) 10月15日:鹿越信号場(仮乗降場)が信号場としては廃止され、鹿越仮乗降場となる。 10月26日:一ノ坂信号場、幌岡信号場、高根信号場を廃止。 11月15日:厚岸駅 - 浜厚岸駅間の貨物支線が廃止 (-1.2km) 。同区間の浜厚岸駅を廃止。
1983年(昭和58年)2月15日:滝川駅 - 落合駅間で列車集中制御装置 (CTC) 使用開始。
1984年(昭和59年)2月1日:東釧路駅 - 天寧駅間の貨物支線を廃止 (-1.5 km) 。同区間の天寧駅を廃止。東釧路駅 - 根室駅間の貨物営業を廃止 。
1986年(昭和61年)11月1日:芽室駅 - 西帯広駅間に大成臨時乗降場、帯広駅コンテナ基地 - 帯広駅間に柏林台臨時乗降場を開設。鹿越仮乗降場を廃止。
根室駅 - (貨)根室港駅 (2.6 km)
島ノ下信号場:旧・島ノ下駅 (T29)。2017年(平成29年)3月4日旅客扱い廃止。
上厚内信号場:旧・上厚内駅 (K41)。2017年(平成29年)3月4日旅客扱い廃止。
直別信号場:旧・直別駅 (K43)。2019年(平成31年)3月16日旅客扱い廃止。
尺別信号場:旧・尺別駅 (K44)。2019年(平成31年)3月16日旅客扱い廃止。
古瀬信号場:旧・古瀬駅 (K46)。2020年(令和2年)3月14日旅客扱い廃止。
北海道官設鉄道十勝線
1900年(明治33年)12月2日:十勝線の下富良野駅 - 鹿越駅間が延伸開業。同区間に山部信号停車場、金山駅、鹿越駅を開設。
1901年(明治34年) 4月1日:山部信号停車場が一般駅に昇格し、山部駅となる。 9月3日:十勝線の鹿越駅 - 落合駅間が延伸開業。同区間に落合駅を開設。
1902年(明治35年)12月6日:鹿越駅 - 落合駅間に幾寅駅を開設。
国有鉄道十勝線→釧路線→釧路本線
1905年(明治38年)4月1日:十勝線の(旭川駅 - )下富良野駅 - 落合駅間が逓信省鉄道作業局(国有鉄道)に移管。
1907年(明治40年)9月8日:十勝線の落合駅 - 帯広駅間が延伸開業し、十勝線が全通。同区間に狩勝給水給炭所、新内信号所、新得駅、清水駅(現在の十勝清水駅)、佐念頃駅(現在の御影駅)、芽室駅、伏古駅(現在の西帯広駅)を開設。