豊肥本線
2004年9月に三重町駅 - 豊後清川駅間の百枝トンネルが土砂崩壊により不通となり、12月の復旧までバスによる代行輸送を行った。2012年7月12日の九州北部豪雨では緒方駅 - 肥後大津駅間の各所で土砂流入、築堤崩壊、橋梁流出などの災害が発生した。緒方駅 - 豊後竹田駅間および宮地駅 - 肥後大津駅間は同年9月3日までに順次復旧し、被害の大きかった豊後竹田駅 - 宮地駅間は、同年8月20日より代行輸送(同日から9月2日まではジャンボタクシーによる代行輸送、9月3日より七城観光バス、大野竹田バス、亀の井バス(湯布院営業所)等によるバス代行輸送)を行っていたが、翌2013年8月4日に復旧して運転を再開した。復旧にあたって、被害を受けた区間では路盤やトンネルが強化や土石流対策が施され、九州北部豪雨と同程度の雨が降っても耐えられる物となった。
2016年4月には熊本地震が発生。赤水駅 - 立野駅間で大規模な土砂崩れが起きて並走する国道57号もろとも線路が流出し、赤水駅付近では列車が脱線するなどの被害が出た。この影響で阿蘇駅 - 肥後大津駅間は長期間にわたり不通となっていたが、国土交通省と熊本県は2020年4月10日に、同区間を2020年8月に復旧させる見通しを示した。
2020年8月8日に全線の運転が再開され、立野駅では9時50分頃に熊本駅発別府駅行きの観光特急列車「あそぼーい!」を出迎え、地域住民が乗客をもてなした。
沿線に阿蘇を有する豊肥本線は古くから観光路線として位置付けられ、1958年からは準急「ひかり」が運行され、1961年からは循環列車となる準急「ひまわり」が設定された。その後の変遷を経て、豊肥本線内を運転する優等列車は急行「火の山」に統合され、その一部は天草諸島や島原半島へ向かう観光客の利便を考慮して三角線三角駅まで直通運転が行われた。1992年に「火の山」が特急に昇格して「あそ」と改称し、車両もキハ185系気動車に置き換えられた。2004年3月13日には「あそ」と肥薩線の特急「くまがわ」の一部の列車を統合し、運転区間を別府駅 - 大分駅 - 熊本駅 - 人吉駅間に変更したうえで「九州横断特急」と改称した。
1987年から途中の中断を経て九州新幹線(鹿児島ルート)全線開業時まで、鹿児島本線博多駅発着の特急「有明」が豊肥本線内の熊本都市圏部に乗り入れていた。
キハ200系気動車を中心に運行され、大分駅 - 中判田駅・犬飼駅・三重町駅間の区間運転列車も設定されている。1時間あたり大分駅 - 豊後竹田駅間の直通が1本(ただし、日中は2時間前後開く場合あり)、大分駅 - 中判田駅間は区間運転が入って2 - 3本になる。朝晩には犬飼駅・三重町駅発着の設定があり、当該時間帯は毎時2本程度となる。2008年3月14日までは、夕方に豊後竹田駅発とその折り返し中判田駅行き1往復が日豊本線の別府駅まで乗り入れていた。2014年3月15日のダイヤ改正で最終列車の三重町駅終着時刻が、2019年3月16日には同駅に加え豊後竹田駅終着時刻が0時台となり日付を跨ぐようになった。2015年3月14日のダイヤ改正で中判田駅・三重町駅発で日豊本線亀川駅行きが復活したが、2018年3月17日のダイヤ改正で再び廃止された。