仙石東北ライン
全列車特別快速または快速として運転し、普通列車は存在しない。おおむね1時間1本の運転であるが、石巻7・12時台発の上り列車、仙台11時台発の下り列車は設定されていない。
仙台9時台発・石巻20時台発の上下1往復は「特別快速」として運転され、仙台 - 石巻間の途中停車駅は塩釜駅・高城町駅・矢本駅のみ。全区間の所要時間は上下列車ともに49分である。
仙台7・8時台および16時以降発、女川6時台および石巻15時台 - 19時台発の列車は、種別表示色が赤(■)の快速(以下、「■赤快速」という。)として運転され、仙台 - 塩釜間は途中、特別快速と同じく塩釜駅のみに停車するが、高城町 - 石巻間は野蒜駅・陸前小野駅・矢本駅・陸前赤井駅・蛇田駅・陸前山下駅に停車する。また、一部の列車は石巻あゆみ野駅にも停車する。
仙台6時台および10時台 - 15時台発、石巻8時台 - 14時台発の列車は、種別表示色が緑(■)の快速(以下「■緑快速」という。)として運転され、高城町 - 石巻間は■赤快速と同じ停車駅であるが、仙台 - 塩釜間は各駅に停車する。
2016年8月6日から石巻6時台発および仙台20時台発の■赤快速は、石巻線に直通して女川発着で運転している。石巻線内は各駅に停車する。
2015年8月1日に開催された石巻川開き祭りに合わせて石巻21時台発の■緑快速が、2016年8月1日に開催された当祭りでは当時定期列車では通過していた東矢本駅・石巻あゆみ野駅に停車する石巻21時台発の■緑快速が臨時列車として運行された。
2012年(平成24年)10月18日 - 東日本旅客鉄道が、東日本大震災により被災した仙石線沿線自治体の復興支援を目的に接続線整備計画を発表。
2013年(平成25年) 3月25日 - 国土交通省が、接続線鉄道事業を許可。 7月2日 - 接続線用の新型車両(HB-E210系)製造計画を発表。
2014年(平成26年)7月30日 - 路線の愛称が「仙石東北ライン」に決定。
2015年(平成27年) 1月29日 - 東日本旅客鉄道、開業日を発表。 2月26日 - 東日本旅客鉄道、接続線内を走る列車の停車駅や運行本数等を発表。 3月14日 - 開業に先駆けたダイヤ改正に合わせ、一部乗車券を除いて新たな運賃計算ルートの適用開始。 5月8日 - 接続線内にて、列車の試運転を開始。 5月30日 - 仙石線全線復旧に合わせ、開業。 9月30日 - グッドデザイン賞を受賞。
2016年(平成28年) 8月6日 - 1往復を石巻線女川駅へ直通運転開始。 12月10日 - 石巻線女川駅へ直通運転する列車のうち、仙台20時台発下りの発車時刻を繰り下げ、到達時間を23分短縮。
2017年(平成29年)3月4日 - 石巻あゆみ野駅へ朝の上下各1本が停車開始。
2018年(平成30年) 3月17日 - 石巻あゆみ野駅へ夕方の上下各1本が停車開始。 8月 - 接続線内での無線切り替えによる一時停止を解消。
2019年(平成31年)3月16日 信号機器の更新に伴い、所要時間を短縮。最速達列車は、仙台 - 石巻間の所要時間が52分から49分に短縮される。 全列車4両編成化。