肥薩線
定期貨物列車は1987年の国鉄分割民営化時に廃止されているが、くま川鉄道で新型車両を導入する際に、八代駅 - 人吉駅間でその新型車両を輸送するための臨時の甲種輸送貨物列車が走ることがある。この列車は日本貨物鉄道(JR貨物)門司機関区のDE10形ディーゼル機関車が牽引を担当する。
人吉駅 - 吉松駅間は本数が少なく1日3往復の運転であり、うち2往復は観光列車「いさぶろう」・「しんぺい」、残り1往復が一般気動車での運転である。2018年3月改正までは一般気動車が3往復、「いさぶろう」・「しんぺい」と合わせて5往復運転されていた。「いさぶろう」・「しんぺい」 のうち1往復は熊本駅発着で熊本駅 - 人吉駅間が特急列車として運行されている。人吉駅 - 吉松駅間では普通列車として運転されるが、一部の座席を除いて指定席である。一般気動車で運行される列車は下りのみ八代駅から直通して運転されている。2018年3月改正までは上りにも八代駅まで直通する列車が存在した。一般気動車の場合でも、多客期の昼間に「いさぶろう」「しんぺい」同様、日本三大車窓の矢岳越え付近での徐行および一時停止を行う場合がある。
2020年の令和2年7月豪雨の影響で当区間も前述の八代駅 - 人吉駅間とともに不通となっている。地元沿線からは当区間の先行再開を要望しているが、八代駅 - 吉松駅の運行管理システムが浸水した人吉駅構内にあるため、JR九州は今後の路線の在り方に関わることから「早期復旧についてはお答えしかねる」と述べ、運転再開の見通しは立っていない。
2016年3月26日のダイヤ改正で廃止された特急「九州横断特急」「くまがわ」の代替列車として、熊本駅・八代駅 - 人吉駅間に4往復設定された(夜の下り1本のみ八代駅始発でそれ以外は熊本駅発着)。この列車には特に愛称名は付けられていなかった。その後2017年3月4日のダイヤ改正でこのうち熊本駅発着の3往復が特急「かわせみ やませみ」に置き換えられ、2018年3月17日のダイヤ改正で最後に残った1往復は下りが廃止、上りが八代始発に短縮したことで肥薩線内を走行しなくなった。
最後に残った1往復は基本的に特急列車時代の停車駅を踏襲していたが、かつて一部列車が停車していた松橋駅、球泉洞駅は通過し、白石駅に停車していた。車両は主にキハ40形またはキハ220形が1両編成で使用された。特急列車よりも停車駅が多いが、所要時間は特急列車と変わらず、上りの快速は人吉駅 - 熊本駅間を1時間30分、下りの快速は八代駅 - 人吉駅間を1時間7分で走行していた。
人吉駅から吉松駅までは熊本・宮崎県境の国見山地を越える高低差430mの山線と呼ばれる区間で、大畑駅のループ線とスイッチバック、日本三大車窓の矢岳越えなどといった景観が続く。
人吉駅を出ると、くま川鉄道湯前線の相良藩願成寺駅の手前まで一部線路を共用し、その後でくま川鉄道湯前線と分岐、球磨川を渡る。しばらくは平坦なところを走るが、すぐに山の中に入り、小さなトンネルを4つほど通り、大畑駅に到着する。ここでスイッチバックとループ線を通り、山の中を肥薩線最高所にある矢岳駅まで上る。矢岳駅にはSL展示館がある。
肥薩線でもっとも長い矢岳第一トンネルを抜けて真幸駅に向かう途中で、眼下の加久藤盆地やその向こうの霧島連山を望むことができる。この車窓は日本国有鉄道(国鉄)が選定した日本三大車窓の一つに数えられており、線路沿いには、風景案内のための看板も設置されている。真幸駅を過ぎ、2番目の山神第二トンネルは肥薩線列車退行事故があったトンネルである。トンネル群を過ぎると平坦になり、吉松駅に到着する。
吉松駅から隼人駅までは山間部と農村を走る区間である。肥薩線全線の中で最も利用者の多い区間で、朝夕は学生の利用が多く、それ以外の時間帯でも地域の住民の利用もある。大隅横川駅と嘉例川駅の駅舎は開業当初からの木造建築で、2006年に国の登録有形文化財になっている。
車窓から眺める球磨川
日本三大車窓の一つ「矢岳越え」