赤穂線
すべての列車が山陽本線の岡山駅まで直通運転しているが、2021年10月2日ダイヤ改正時点では、さらに岡山駅を越えて岡山県内は山陽本線倉敷駅発着、伯備線の総社駅・備中高梁駅・新見駅発着、新郷始発(平日・土曜日のみ。日曜日・祝日は新見発)列車、広島県内は山陽本線福山駅・糸崎駅発着と三原始発列車が設定されている(いずれも岡山駅を境に列車番号が変わる)。鳥取・島根両県内の駅を発着する列車は設定されていない。
日中は岡山駅 - 播州赤穂駅間では播州赤穂駅折り返し列車が90分に1本運行されている。岡山市内近郊区間では岡山駅 - 西大寺駅・長船駅間の折り返し列車が加わり1時間あたり1 - 2本の運行となっている。朝晩には日生駅・備前片上駅を始発・終点とする列車もあり、日生駅・備前片上駅で夜間滞泊する列車がある。2004年10月16日のダイヤ改正からは、一部の列車でワンマン運転が行われている。朝2.5往復と夜の日生行きは6両、ワンマン列車は2両、それ以外は3・4両編成での運転である。
国鉄時代は1時間に1本程度の運行で、京都・大阪方面 - 播州赤穂駅間の列車と、姫路駅 - 赤穂線経由岡山駅間の全線直通列車の組み合わせで、それ以後から2004年10月15日までは相生駅 - 播州赤穂駅間の列車と相生駅 - 赤穂線経由岡山駅間の全線直通列車の組み合わせであった。
山陽本線・東海道本線(JR神戸線・JR京都線・琵琶湖線)の姫路・神戸・大阪・京都・米原方面などと直通運転する新快速・普通(JR神戸線・JR京都線区間の西明石駅 - 高槻駅間は快速として運行)が運転されている。
日中時間帯は姫路駅 - 播州赤穂駅間を運行する普通が1時間に1本運行されている。この列車は相生駅で上郡・岡山方面発着の普通列車と連絡している。朝夕時間帯は、新快速等、姫路からJR神戸線に直通する列車も数本運行されている。新快速は赤穂線内を含む姫路 - 播州赤穂間は各駅に停車するが、種別表示は新快速のままである。新快速の赤穂線直通運転は2005年3月1日から2016年3月25日まで日中にも行われ、姫路駅 - 播州赤穂駅間の普通と交互に1時間に1本ずつ運行されていた。
以前は朝に備前片上発大阪・京都方面行きと夕方に大阪発備前片上行きの快速(大阪発は須磨・垂水・舞子は通過)が1日1本ずつ設定されていたが、2000年3月11日のダイヤ改正で廃止された。最長8両編成で運転されるが、時間帯によっては4両編成の列車もある。
毎年秋には、赤穂市内小学校連合の修学旅行列車が運転されている。以前は165系・167系12両編成が使用されたが、近年は117系12両編成が使用されている(2004年の修学旅行臨には221系の8両編成、また2007年の修学旅行臨には223系2000番台の8両編成が使用されていた)。なお、西相生・坂越ではホームが8両分の長さしかないため、後方4両がドア締切扱いとなっている。
便宜上、両端部の全列車が乗り入れる山陽本線姫路駅 - 相生駅、および東岡山駅 - 岡山駅間も合わせて記載する。
(貨):貨物専用駅
JR神戸線から乗り入れる快速(明石駅以西では普通列車)・新快速を含め、赤穂線の列車は全列車全旅客駅に停車する。
線路(赤穂線内は全線単線) ... ◇・∨・∧:列車交換可能、|:列車交換不可、∥:複線区間(山陽本線内)
乗客は姫路方面と岡山方面に向かって増加するが、一部の新快速の始発駅でもある播州赤穂への流動も見られる。日生などから播州赤穂へ県境を超えて買い物や通院する乗客も多い。青春18きっぷの通用期間中は山陽本線の相生 - 岡山が激しい混雑となるが、そのような場合でも赤穂線はそれほど混雑しないので混雑回避に利用できる。赤穂線の相生 - 東岡山間の距離は山陽本線の同区間と比べると3.2km程短いが、線路規格が低く速度が出ないこと、単線のため列車交換があることから山陽本線経由に比べて約30分から1時間程度所要時間が長くなる。関西圏 - 岡山の移動の補助的な役割を持った路線だが、山陽本線の相生 - 岡山間を直通する列車が少ないため、時間帯によっては赤穂線を経由した方が後続の山陽本線経由の列車よりも先着する場合もある。