常磐線
1947年(昭和22年) 6月1日:末続信号場を駅に変更し末続駅開業。 9月15日:カスリーン台風により各地に被害。亀有駅 - 金町駅で冠水、我孫子駅 - 取手駅間で冠水。神立駅 - 高浜駅間が土砂崩壊により運休。石神駅(現東海駅) - 大甕駅間で列車脱線のため運休。
1948年(昭和23年) 3月1日:内原操車場を廃止し小原信号場とする。 8月10日:桃内信号場を駅に変更し桃内駅開業。
1949年(昭和24年) 5月10日:山下駅開業。 6月1日:松戸 - 取手間直流電化。 7月6日:北千住 - 綾瀬間で下山事件が発生。日本国有鉄道総裁下山定則が遺体となって発見。 11月1日:小原信号場廃止。
1950年(昭和25年) 5月10日:関本駅を大津港駅に改称。 8月7日:取手駅-佐貫駅間が小貝川の氾濫で水没。しばらくの間、上野駅発青森駅行きの長距離列車は東北本線、水戸線経由の運転となる。
1952年(昭和27年) 5月1日:北松戸駅が松戸競輪場前臨時停車場として開業。 7月10日:駒ケ嶺駅開業。
1953年(昭和28年)10月1日:南柏駅開業。
1956年(昭和31年)12月20日:綴駅を内郷駅に改称。
1957年(昭和32年) 4月1日:石神駅を東海駅に改称。 5月17日:大野駅-長塚駅(双葉駅)間の前田川陸橋で急行「北上」の機関車と客車5両が脱線転覆。乗員乗客3人が死亡、43人が重軽傷。原因は脱線直前にトラックが陸橋に接触して線路がズレたため。
1958年(昭和33年) 6月1日:準急「ときわ」運転開始。
E657系(2019年3月10日)
2012年3月17日のダイヤ改正より、一部の「スーパーひたち」「フレッシュひたち」で運行を開始し、2015年3月14日のダイヤ改正以降、品川 - いわき間を走行する全ての「ひたち」「ときわ」で使用。2020年3月14日のダイヤ改正からはいわき - 仙台間にも「ひたち」3往復で乗り入れ開始。
いずれもJR貨物所属の車両。田端信号場駅 - 馬橋駅間を走行する武蔵野線直通列車で運用される。
普通列車は全線において運転されている。この中に中距離電車と呼ばれる列車があり、品川駅から取手駅以東の勝田駅まで運転される列車で、現在はE531系電車が使用されている。
1982年11月14日までは上野駅 - 仙台駅間全線を通して走る列車もあったが、それ以降はダイヤ改正を重ねるにつれて系統分割が進められた。
2005年7月9日のダイヤ改正では、水戸駅 - 仙台駅間を直通する普通列車がいわき駅での系統分割により消滅し、2007年3月18日のダイヤ改正では、E531系電車へのグリーン車連結により、大半が水戸駅・勝田駅を境に分断され、上野駅 - いわき駅間を直通する列車がなくなった。いわき駅 - 仙台駅間を直通する列車もE721系電車の導入に伴い大半が原ノ町駅で分断された。この改正以降、東日本大震災発生までの普通列車の基本的な運転系統は上野駅 - 水戸・勝田駅間、水戸駅 - いわき駅間、いわき駅 - 原ノ町駅間、原ノ町駅 - 仙台駅間の4つに分かれ、全線復旧した2020年現在もほぼ踏襲された。2015年の上野東京ラインが開業後は一部列車が品川駅まで乗り入れるようになった。
友部駅 - 高萩駅間には水戸線との直通列車が設定されており、2021年3月13日以降、この直通列車のうち友部駅 - 勝田駅間に限ってワンマン運転を行なっている。
特別企画乗車券(トクトクきっぷ)の「東京自由乗車券」に代わって2006年3月18日に発売を開始した「都区内・りんかいフリーきっぷ」では、常磐線エリアのみが発売対象エリアから外れていた。
これに対し、牛久市議会が問題を提起し、9月4日には「都区内・りんかいフリーきっぷ導入に関する要望書」を牛久市議会にて全会一致で議決するなど、常磐線沿線自治体を巻き込んだ要望活動がなされた。その結果、翌2007年1月15日より「都区内・りんかいフリーきっぷ」を常磐線藤代駅 - 勝田駅間に限定して発売することになった。なお、「都区内・りんかいフリーきっぷ」は、2013年3月31日利用開始分を以って発売を終了した。
東京から仙台までを、千葉県の松戸・柏・我孫子、茨城県の取手・土浦・水戸・日立を経て、福島県のいわき・相馬など浜通り(太平洋沿岸)地域を経由して結ぶ路線である。首都圏と沿線各都市を結ぶ特急列車や、日本貨物鉄道(JR貨物)による貨物列車も運行されている。また首都圏側の取手駅以南では東京への通勤輸送の役割も担う。綾瀬駅 - 取手駅間は急行線(快速線)と緩行線の線路別複々線となっており、緩急分離運転を実施している(運転行態については後述)。
全線が電化されているが、区間により電化方式が異なっている。上野駅から取手駅までは直流電化だが、藤代駅より北は沿線の茨城県石岡市柿岡にある気象庁地磁気観測所の観測に直流電化方式が悪影響を及ぼすという事情から交流電化が採用され、取手駅と藤代駅の間にデッドセクションが設けられている。
2011年に発生した東北地方太平洋沖地震(東日本大震災)による被害と、それに起因した福島第一原子力発電所事故による帰還困難区域(事故発生当初は警戒区域)設定のため、一部区間が不通となり、列車代行バスが運行されていた時期があった(詳細後述)。