紀勢本線
C57形
C58形
D51形
D60形
キハ82系
キハ85系「南紀」
EF58牽引の普通列車
381系「くろしお」
キハ11形
105系 新和歌山色
105系
117系
113系2000番台 地域統一色
しかしその後、列車の運転区間の短縮や、阪和線直通の快速列車の削減が相次ぎ、日中の直通運転も廃止された。2022年現在では上下とも紀伊田辺駅までの間で朝夜時間帯のみ直通運転が実施されている。
この区間では快速または普通として運転し、和歌山駅で阪和線内の種別に変更することが多いが、種別変更せず阪和線に直通する列車も存在する。
かつては後述する「太公望列車」を含む新大阪始発の快速列車があったが、2018年3月17日のダイヤ改正で新大阪駅からの阪和線・紀勢本線直通の快速列車の運転は廃止され、新大阪駅から阪和線・紀勢本線への直通列車は特急のみとなった。この改正で「太公望列車」を前身とする夜の新大阪発御坊行き最終列車は天王寺発(土休日は京橋発)大阪経由御坊行き(和歌山駅まで紀州路快速)に変更された。2021年3月13日のダイヤ改正で和歌山発となって阪和線からの直通は一旦は廃止されたものの、2022年3月12日ダイヤ改正で平日・土休日ともに大阪環状線一周の天王寺発に改められて復活した。
紀伊田辺駅 - 和歌山駅間の上りの始発列車と下りの最終列車は、2020年3月13日まで阪和線の日根野駅発着で運転されており、阪和線内の日根野駅 - 和歌山駅間も各駅に停車し、113系電車2両編成が運用されていた。この列車は上り・下りとも2020年3月14日のダイヤ改正で、紀伊田辺駅 - 和歌山駅間と和歌山駅 - 日根野駅間の列車に系統が分割され、阪和線と直通しなくなった。
2020年3月14日のダイヤ改正で運用を終了した。
165系 定期列車として原色(いわゆる制式色)を用いた最後の運用路線で、2002年3月22日で定期運用が終了した。
117系 2002年3月に投入され、紀伊田辺駅 - 和歌山駅間で運用されていたが、227系による置き換えにより、2019年3月15日で定期運用が終了した。
221系 JR西日本奈良電車区の車両が使用されていたが、225系5000番台投入に伴い、運用が終了した。
485系 1985年3月に投入されたが、1986年11月のダイヤ改正で、福知山線の全線電化に伴いそちらに転用され、当路線の特急運用は381系に、普通運用は165系にそれぞれ置き換えられた。
381系 1978年10月投入。特急「くろしお」で運用されたが、2015年10月30日をもって運用を終了した。
2011年9月26日から復旧工事が始まり、同年12月3日に運転を再開した。
一部区間の運転再開後も、白浜駅に留置されていた特急車両283系6両1本の床下機器が冠水して故障し、また、那智川橋梁が流失したため新宮駅に381系(スーパーくろしお編成)6両編成2本、283系6両1本が取り残され、車両が不足していることから、283系は11月12日から13日にかけて、381系は同月13日から14日にかけてと、同月19日から20日にかけて、名古屋駅経由で京都総合運転所まで甲種輸送された。鵜殿駅 - 新宮駅間はすでにJR貨物の第2種鉄道事業が廃止されているが、JR東海の協力により搬出が実現した。このほか新宮駅では、普通列車用の車両105系5本と特急車両キハ85系4両編成2本、検測車キヤ95系3両編成1本が取り残された。紀伊田辺駅 - 紀伊勝浦駅間で普通列車に必要な車両が不足していることから、113系の4両編成や2両編成の2000番台などを急遽車掌乗務で運転した。
1972年(昭和47年)3月15日:和歌山線の紀和駅 - 国社分界点 - 和歌山市駅間が紀勢本線に編入。
1977年(昭和52年) 4月5日:印南駅 - 稲原駅間が複線化。 5月25日:紀伊田辺駅 - 芳養間が複線化。 11月15日:切目駅 - 印南駅間が複線化。 12月13日:和佐駅 - 道成寺駅間が複線化。
1978年(昭和53年) 1月24日:芳養駅 - 南部駅間が複線化され、紀伊田辺駅 - 和歌山駅間の複線化が完成。 3月31日:新宮駅 - 和歌山駅間に列車集中制御装置 (CTC) が導入。 10月2日:新宮駅 - 和歌山操駅間が電化開業。名古屋駅 - 紀伊勝浦駅間で特急「南紀」が運転開始。「くろしお」は天王寺駅 - 白浜駅・新宮駅間の運転となる。
1982年(昭和57年)11月15日:貨物支線 新宮駅 - 熊野地駅間 (1.5km) が廃止。熊野地駅が廃止。
1983年(昭和58年)12月21日:亀山駅 - 新宮駅間に CTC が導入。
1984年(昭和59年)10月1日:和歌山駅 - 和歌山市駅間が電化。
1985年(昭和60年)3月13日:南海本線からの直通列車が廃止。
1986年(昭和61年)11月1日:紀伊佐野駅 - 和歌山駅間の貨物営業が廃止。和歌山操駅が廃止。客車列車は全廃され新宮駅 - 和歌山駅間の普通列車が113系から165系に置き換えられる。