篠ノ井線
中央東線方面からは、特急「あずさ」が乗り入れ、ほとんどの列車は松本駅を起・終点としている。一部に大糸線方面への直通列車が設定されている。
中央西線方面からは、東海旅客鉄道(JR東海)の特急「しなの」が乗り入れ、全ての列車が長野駅に直通するが、臨時の「しなの」の中には大糸線乗り入れ列車や松本駅を起・終点とする列車も存在する。
2023年3月ダイヤ改正から、平日運転の臨時特急「信州」が1日1往復運転されている。
篠ノ井線は、塩尻市から安曇野市明科地区にかけての松本盆地と、長野市周辺の長野盆地を結ぶ路線で、線路は、同じく両盆地を結んで流れる犀川の川筋ではなく、冠着峠越えのルートに敷設されている。これは、両盆地の間が最近数十万年の間に激しく隆起・褶曲した結果、犀川が蛇行しつつ深い渓谷を形成して、川沿いに線路を引ける地形ではなかったためであった。姨捨付近の高所から見晴らす長野盆地は佳景で、日本三大車窓の一つに選ばれている。蒸気機関車時代は難所と呼ばれた冠着トンネルも技術革新のために苦もなく列車が通るようになった。
篠ノ井側から見ると、まず稲荷山駅から冠着トンネルへ向かって40分の1(25‰)の上り勾配がずっと続く。山腹に沿って曲線を繰り返しながら次第に高度を稼ぐ。千曲川(信濃川)の支流雄沢川と、同じ千曲川の支流犀川の支流麻績川の間の標高955mの尾根の下を全長2,656mの冠着トンネルで潜り抜けると、この路線最高の標高676m地点にある冠着駅へ到達する。
冠着駅から坂北駅まではおおむね麻績川に沿って下る。そこで麻績川の支流の東条川の川筋に入って再び登り、西条駅へ到達する。
以下は全て電車で、特記なき限りJR東日本の車両。
優等列車用 E353系 - 松本車両センター所属 特急「あずさ」として塩尻駅 - 松本駅間で、「信州」として全線で運行。 383系 - JR東海神領車両区所属 特急「しなの」として全線で運行。
普通列車・快速列車(「みすず」を含む) 211系 - 長野総合車両センター所属 E127系 - 松本車両センター所属 313系 - JR東海神領車両区・大垣車両区所属 塩尻駅 - 松本駅間で運行。
E353系
383系
211系
E127系100番台
313系
快速列車には長野駅または松本駅 - 飯田線飯田駅を結ぶ「みすず」(篠ノ井線内で快速扱いとなるのは松本発の1本のみであるが各駅に停車)や、中央本線上諏訪駅発長野駅行き下り1本、大糸線信濃大町駅発上諏訪駅行き上り1本(篠ノ井線内は各駅に停車)、長野駅発松本駅行き上り2本(2本とも安茂里駅・今井駅を通過するが、うち1本は姨捨駅・冠着駅も通過)、松本駅発長野駅行き下り1本(冠着駅・姨捨駅・今井駅・安茂里駅は通過)、塩尻駅発長野駅行き下り1本(途中で村井駅・松本駅・田沢駅・明科駅に停車、篠ノ井駅は通過。平日のみ運転)がある。これらは基本的に211系・E127系(長野総合車両センター所属)が使用されている。
313系(JR東海神領車両区所属)も、松本駅発着の中央西線方面の列車において2両または4両で使用されるほか、飯田線直通(岡谷駅経由)の普通列車にも1往復に3両で使用されている。このため、松本駅 - 塩尻駅間はJR東日本の路線としては珍しく、転換クロスシート車両の普通列車が多く乗り入れる区間となっている。
2013年3月16日のダイヤ改正より、一部の普通列車でワンマン運転が開始された。ワンマン運転の際に使用されるのはE127系のみである。