呉線
10月1日:三原駅 - 広駅間でワンマン運転開始。これにより、日中は広駅を境に運転系統が分割される。
2004年(平成16年) 3月13日:呉線列車が乗り入れる山陽本線向洋駅 - 広島駅間に天神川駅が開業。 10月16日:日中の快速が「安芸路ライナー」に、朝夕ラッシュ時の快速が「通勤ライナー」になる。
2005年(平成17年) 3月19日:211系・スーパーサルーン「ゆめじ」編成(3両)を用い臨時快速「瀬戸内おさんぽ号」が運転開始(8月までの土曜・休日を中心に運転)。 10月1日:広島駅・広駅 - 三原駅間でキハ47形7000番台気動車による臨時快速「瀬戸内マリンビュー」2往復が運転開始(ほぼ毎日運転)。
2006年(平成18年)3月18日:臨時快速「瀬戸内マリンビュー」の広駅 - 三原駅間が各駅停車になる。
2007年(平成19年) 5月-8月:各駅に自動改札機を導入。 9月1日:全区間が「ICOCA」の利用エリアになる。
2009年(平成21年)3月14日:土曜日を休日ダイヤで運転開始。
2010年(平成22年) 7月14日:平成22年梅雨前線豪雨で複数の土砂崩れが発生し三原駅 - 呉駅間が終日不通となる。 7月16日:広駅 - 呉駅間で運転を再開 7月20日:不通区間を竹原駅 - 安浦駅間に短縮し、同区間で貸切バスによる代行を開始。 11月1日:竹原駅 - 安浦駅間の復旧により、全線で運転再開。
2011年(平成23年) 3月12日:ダイヤ改正により、臨時快速「瀬戸内マリンビュー」が土曜・休日ダイヤのみ1往復の運転になり、広駅 - 三原駅間が快速運転に戻される。
1935年の全通以来、戦中・戦後の一時期を除き1978年まで山陽本線の優等列車の一部や1986年まで荷物列車の一部が呉線を経由していたが、現在は快速・普通列車のみが運転されている。三原駅 - 広駅間のほぼ全ての列車でワンマン運転が開始された2003年10月1日以降は、広駅で運転系統が分かれている。朝夕には広駅で列車番号を変えて同駅を越えて直通する列車がある。糸崎駅・三原駅 - 広駅間、広駅 - 広島駅・岩国駅・あき亀山駅間の運転が多い。呉駅 - 広島駅間には快速「安芸路ライナー」および「通勤ライナー」(次節参照)が設定されている。2019年のダイヤ改正以降、ワンマン列車でも全ての駅で全てのドアから乗降できるようになっている。
海田市駅側ではすべての列車が山陽本線の広島駅に直通し、一部の列車は広島駅を越えて山陽本線には最長で徳山駅まで、可部線には最長であき亀山駅まで乗り入れている。
山陽本線の広島駅方面については、JR発足後も長らく下関駅まで乗り入れていたが、227系の運行が開始された2015年3月14日以降は山口県内の乗り入れ区間が大幅に短縮されている。2015年3月13日までは広駅 - 下関駅間の直通列車が1日1往復運転されていたが、翌14日のダイヤ改正で岩国駅で系統分割されたため呉線から下関駅までの乗り入れが消滅した。
複数箇所で土砂崩れが発生し、全線不通となる。 7月17日:呉駅 - 広島駅間で災害時緊急輸送バスの運行(朝夕の往復)を、呉港(中央桟橋) → 広島港(宇品)間で災害時緊急輸送船の運航(平日朝に1便)をそれぞれ開始。 7月21日:広駅 - 広島駅間(直行便)、呉駅 - 広島駅間、坂駅 - 広島駅間で代行バスの運行を開始。これに伴い呉駅 - 広島駅間の災害時緊急輸送バスは運行終了。 7月25日:広駅 - 呉駅間で代行バスの運行を開始。 8月2日:坂駅 - 海田市駅間の運転を再開。これに伴い代行バスの運行区間が広駅 - 坂駅間(直行便)、呉駅 - 坂駅間、広駅 - 呉駅間に再編され、呉港 - 広島港間の災害時緊急輸送船は前日で運航終了。 8月11日:三原駅 - 広駅間で代行バスの運行を開始。これで、不通区間の全区間で代行バスが運行に。 8月20日:広駅 - 呉駅間で暫定的な折り返し運転を開始。これに伴い、広駅 - 坂駅間(直行便)、広駅 - 呉駅間の代行バスは前日で運行終了。 9月9日:広駅 - 坂駅間で正式に運転再開。これに伴い、呉駅 - 坂駅間間の代行バスは前日で運行終了。 10月14日:安芸川尻駅 - 広駅間で運転再開。 10月28日:安浦駅 - 安芸川尻駅間で運転再開。 12月15日:全線で運転再開。
2019年(平成31年) 3月16日:ダイヤ改正。 前年の平成30年7月豪雨で被災して以来、平日・土休日共通の暫定ダイヤで運行されていたが、正式に平日ダイヤと土休日ダイヤを再度統一。 臨時快速「瀬戸内マリンビュー」を除き、全ての列車が227系での運転に統一。
1935年(昭和10年)11月24日:三津内海駅 - 広駅間 (16.0km) が延伸開業により全通。三呉線が新規開業区間と(旧)呉線を編入し呉線に改称。安登駅・安芸川尻駅・仁方駅・川原石駅が開業。
1939年(昭和14年)3月10日:短距離列車での気動車使用中止。
1940年(昭和15年)11月1日:川原石駅が休止。
1943年(昭和18年):戦時の輸送力増強策として全線で単線自動閉塞化を完成。
1946年(昭和21年)5月1日 三津内海駅を安浦駅に改称。 仁堀連絡船開業。仁方駅で接続した。
1949年(昭和24年)11月20日:安芸三津駅を安芸津駅に改称。
1950年(昭和25年)10月1日:宇品線への直通運転開始。
1957年(昭和32年)4月:一部の普通列車に気動車導入。
1958年(昭和33年)8月1日:川原石駅が営業再開。
1966年(昭和41年)12月20日:宇品線への直通運転廃止。
1967年(昭和42年)8月1日:狩留賀浜仮停車場・安芸浜崎仮停車場廃止。
1968年(昭和43年)4月25日:電化工事起工。
1970年(昭和45年) 8月3日:架線試験列車が入線、工事が完了した電化設備の試験を開始。 8月22日:電化試運転開始。蒸気機関車牽引列車に電気機関車を連結しての電蒸運転も始まる。 9月15日:全線電化(直流1500V)。電蒸運転を行っていた一部列車は電機単独の牽引に移行。 9月23日:同日から29日まで電化完成の関連行事として呉駅構内で蒸気機関車展示会を実施。 9月28日:全区間で列車集中制御装置(CTC)使用開始。広島鉄道管理局管内では初のCTC化。 9月30日:急行「安芸」が呉線の蒸気機関車さよなら列車として運転され、線内から蒸気機関車牽引列車が消滅した。