東海道貨物線
前述の線路増設計画前の東京駅 - 小田原駅間線路は、東京駅(汐留駅) - 品川駅間が3複線(東海道・横須賀線、京浜東北線、山手線)と汐留支線、品川駅 - 鶴見駅間が複々線(東海道・横須賀線、京浜東北線)と品鶴線、鶴見駅 - 横浜駅間が3複線(東海道・横須賀線、京浜東北線、貨物線)、横浜駅 - 平塚駅間が複々線(旅客線、貨物線)、平塚駅 - 小田原駅間が複線であった。これらの区間の貨物列車は、汐留駅から汐留支線で品川駅に入り、品川駅からは品鶴線経由で新鶴見操車場へ、そこから鶴見駅を経由して、平塚駅までの貨物線を走行、平塚駅以西は旅客線を走行するルートだった。
そこで、東京駅 - 小田原駅間の客貨分離による貨物線線路増設は、以下のように計画された。
品川駅 - 鶴見駅間は、品鶴線を横須賀線に転用、貨物列車は、武蔵野線および東京湾岸貨物線(東京貨物ターミナル支線)を新設してそこに転移する。
新鶴見操車場 - 鶴見駅間は東側に横須賀線用線路を併設線増して、在来貨物線に取り付け、貨物列車は貨物線を走行する。
鶴見駅 - 大船駅間は、鶴見駅 - 東戸塚駅に貨物列車専用の別線(羽沢線)を新設、東戸塚駅 - 大船駅間に貨物専用線を在来線に併設線増し、在来貨物線を横須賀線に転用、保土ケ谷駅の貨物設備は別線上に新設する駅(横浜羽沢駅)に移設する。貨物列車は、鶴見駅から羽沢線と併せ高島線も使用する(後述)。
国鉄は、依然として強硬に反対する一部住民について条件闘争派とは分けて強く対応することにし、1970年2月17日に土地収用法による事業認定を申請、それに対し反対同盟連合は事業認定の前提となる縦覧の阻止闘争などを続けた。しかし、1972年(昭和47年)3月になると建設反対強硬派が集まる鶴見区や神奈川区の一部住民が反対同盟連合から脱退、条件派の貨物線公害対策協議会を結成、事実上反対同盟連合は分裂した。これにより、同年には国鉄と条件付き賛成派が建設に合意、ほぼ全線で着工されたが、横浜線との交差付近の500mの区間の神奈川区松見町と同神之木町の住民は団結小屋まで作り最後まで強硬に反対していた。これに対し、1974年(昭和49年)7月17日に建設大臣による土地収用法に基づく事業認定の公示があり、絶対反対の地区に対しては土地収用法が適用され、1978年(昭和53年)6月3日には神奈川県収用委員会は収用の裁決を下し強制収用が実施され、同年9月14日に団結小屋は撤去された。
建設工事はこの区間を除き1976年(昭和51年)3月までに終了しており、最後まで残ったこの区間を突貫工事で約半年で完成させ、1979年(昭和54年)10月1日のダイヤ改正から貨物新線の使用を開始した。なお、この貨物新線はトンネルが多く、横浜線などの交差部分などで地上に出ても防音壁で覆われた構造となっているため、開業後はその存在を認識していない住民も多くなった。
戦後の高度経済成長期に入ると大都市への人口集中が著しく、特に首都圏においては一層顕著であった。しかも、その人口集中は既成市街地の地価の高騰などにより都市郊外に集中した。また、都心部で人口が減少し都市周辺部および郊外に集中するといういわゆるドーナツ化現象が顕著となり、その結果通勤距離・時間の延長や通勤需要の増大を招いた。これに対して、鉄道輸送力は追随することができず、国電区間(現・電車特定区間)の混雑率が非常に高くなって「酷電」とまで称されるようになった。そこで国鉄では1957年(昭和32年)度からの第1次および1961年(昭和36年)度からの第2次5ヵ年計画に基づいて主として電車の増発および増結によって混雑緩和策を図ってきたが、1965年(昭和40年)にこれを1964年(昭和39年)度をもって打ち切り、1965年(昭和40年)度を初年度とする第3次長期計画を策定、1971年(昭和46年)度までの7年間におよぶ長期計画とし、国鉄ではそれまで幹線輸送力に重点を置かれていたが、この第3次長期計画では都市間旅客輸送・長距離貨物輸送と並んで大都市の通勤輸送増強が計画的に遂行されるようになった。
1984年(昭和59年)2月1日のダイヤ改正では貨物輸送方式をヤード系集積輸送を廃止して、直行輸送システムへ全面転換を図る抜本的大改正を実行した。それに伴い、東京市場線(汐留駅 - 東京市場駅間)は廃止、ただし、設備は汐留駅構内扱いとして存続し、貨物輸送は1987年(昭和62年)1月31日まで継続された。その他、品鶴線他東海道・武蔵野線などへの一大中継操車場であった新鶴見操車場が、操車場としての機能が廃止され、新鶴見信号場へ改称根岸線磯子駅 - 大船駅間の貨物営業廃止により、根岸駅以西の定期貨物輸送が終了したため、高島線は再び貨物バイパス線としての機能を失うことになった。
高島線には、横浜港を囲うように設けられたいくつもの貨物専用駅があったが、横浜羽沢駅開業と同時に東横浜駅が廃止されたのを皮切りに、民営化までに表高島駅、横浜市場駅、横浜港駅、山下埠頭駅が横浜羽沢駅に集約される形で相次いで廃止となった。
また、1985年(昭和60年)3月1日に汐留駅 - 芝浦駅間の支線が廃止され、同年7月27日には汐留駅を発着するカートレイン(後のカートレイン九州)が汐留駅 - 東小倉駅間で運行を開始した。また、同年12月1日には湘南貨物駅が廃止され、同駅は開業してからわずか16年で廃止された。
さらに、国鉄最後のダイヤ改正となった1986年(昭和61年)11月1日のダイヤ改正では、日本の鉄道創設時の始発駅であり、旧・新橋停車場から約106年間続いた汐留駅が廃止、カートレインは恵比寿駅発着に変更された。荷物列車関連では、これまで東海道本線や横須賀線で運行されていた荷物電車や汐留駅発着などの荷物専用列車(急行荷物列車)の運行が全面的に廃止、横浜羽沢駅は荷扱いの集約駅としての取扱を廃止した。
川崎貨物駅を出るとS字カーブで首都高速神奈川1号横羽線に近づきしばらく並行、西方向へ進みやがて浜川崎駅に至る。同駅からは貨物駅構内を介して鶴見線とつながっている。
浜川崎駅から八丁畷駅までは南武線浜川崎支線(南武支線)の区間となり、川崎新町駅までは旅客電車と線路を共用する。共用区間上の小田栄駅を経て、住宅地の中を北西へ進み、川崎新町駅構内で東海道貨物線の線路から南武線の線路が分岐する。このさき国道15号(第一京浜)を跨ぎ、京急本線と交差する八丁畷駅までは複線の東海道貨物線と単線の南武線との3線で進む。八丁畷駅から南武線と分かれ、自動車教習所の上を跨ぎながら左にカーブし、旅客線(東海道線・京浜東北線)の左側に並行する。ここから横浜市に入り、右側から武蔵野南線・品鶴貨物線(新鶴見信号場 - 鶴見駅間は重複)が各線を跨ぎ、鶴見川を渡った先で東海道貨物線と合流、やがて鶴見駅に至る。同駅は京浜東北線と鶴見線のみに旅客ホームがあるが、東海道貨物線と品鶴貨物線・高島線が分岐するジャンクションとなっている。
浜松町駅自由通路から汐留方面を望む(浜松町 - 東京貨物ターミナル、2006年7月)
港区道196号により分断され橋台擁壁のみ残る(浜松町 - 東京貨物ターミナル、2017年5月)
金杉橋梁(浜松町 - 東京貨物ターミナル、2017年5月)
田町駅自由通路から浜松町方面を望む(浜松町 - 東京貨物ターミナル、2017年5月)
札の辻橋上より品川方面の廃線跡との合流地点を望む(浜松町 - 東京貨物ターミナル、2019年9月)
大井南陸橋より川崎貨物方面を望む(東京貨物ターミナル - 川崎貨物、2009年10月)
東京貨物ターミナル敷地南端にたつ汐留起点のキロ呈標(2021年6月)