関西本線
また新今宮駅の前後には渡り線があり、関西本線や阪和線の大阪方面直通列車は同駅付近で大阪環状線に転線する。次の今宮駅も関西本線・大阪環状線ともに高架駅となっており、関西本線下りホームと大阪環状線外回りホームと同一平面上で乗り換えができる。今宮駅を出ると右にカーブしながら高架から地下へ下り、関西本線唯一の地下トンネルである「なにわトンネル」となり、終着駅のJR難波駅に至る。JR難波駅はかつて「湊町駅」と称していたが、関西国際空港の開港にあわせ1994年に改称され、1996年には地下化された。駅は島式2面4線ホームの地下駅で、なにわ筋線計画に対応し通過駅としての設計構造となっているほか、1番線と4番線の奥には引上線が設置されている。なお、地下化に伴い全面的に改築されたこともあって、かつて長距離列車が発着したころの面影はない。この駅では大阪市営地下鉄千日前線や御堂筋線・四つ橋線、近鉄、阪神、南海と連絡しているが、やや離れている。駅の直上は大阪シティエアターミナル (OCAT) があり、大阪国際空港や関西国際空港へのリムジンバスや各地への高速バスのターミナルとして機能している。ただ、南海難波駅からは相当の距離があり、乗り換えには15分以上を要するので、南海との乗り換えはむしろ新今宮駅の方が便利である。なにわトンネルの地上部(地下化以前の線路跡)は難波塩草敷津公園と称する都市公園となっているほか、駅周辺はミナミの繁華街からは少し外れているものの、超高層マンションやビルが林立するなど再開発が急速に進展している。
スハ32系 - マロネフ29、オロ35など:名古屋駅 - 湊町駅間で急行「大和」、名古屋駅 - 亀山駅間で急行「伊勢」 オハ35系 - スロハ32、スハニ32など:名古屋駅 - 湊町駅間で準急・急行「大和」 スハ43系 - スハ43、スロ53、スロ54、オハ46など:名古屋駅 - 湊町駅間で準急・急行「大和」、名古屋駅 - 亀山駅間で急行「紀伊」「伊勢」 10系:名古屋駅 - 湊町駅間で急行「大和」「紀伊」と名古屋駅 - 亀山駅間の急行「伊勢」「那智」 14系:名古屋駅 - 亀山駅間で寝台特急「紀伊」
この区間では普通列車のみの運転(全駅に停車)
全区間単線、全駅で列車交換可能
この区間の中間駅(両端駅は含まない)のうち、伊賀上野駅はJR西日本直営駅、関駅・加太駅は無人駅、それ以外の中間駅は簡易委託駅である。
なお、大阪 - 奈良間の都市間輸送については近畿日本鉄道(近鉄)奈良線と競合関係にあるが、JRの奈良駅が近鉄奈良駅と比較して奈良市の中心部からやや離れていることや、関西本線が生駒山地を南側に迂回するルートを通っていることもあって、近鉄奈良線が有利な状況になっている。王寺駅 - JR難波駅間では、和歌山線や桜井線方面に直通する快速列車も運行されている。
柘植駅 - JR難波駅間は旅客営業規則の定める「大阪近郊区間」に含まれており、そのうち奈良駅 - JR難波駅間が電車特定区間、天王寺駅 - JR難波駅間が大阪環状線内に含まれ、区間外よりも割安な近距離運賃が設定されている。また、JR東海管内の名古屋駅 - 亀山駅間がIC乗車カード「TOICA」のエリアに、JR西日本管内の亀山駅 - JR難波駅間が同「ICOCA」のエリアに含まれている。
名古屋駅 - 亀山駅間はJR東海東海鉄道事業本部の管轄(該当全区間直轄)、亀山駅(構内を除く) - JR難波駅間はJR西日本近畿統括本部の管轄である。
路線記号は名古屋駅 - 亀山駅間が CJ、亀山駅 - 加茂駅間が V 、加茂駅 - JR難波駅間が Q(木津駅 - 奈良駅間は奈良線の列車が乗り入れているため、重複して D も付与)。