参宮線
戦後も暫く東京・名古屋・京都・大阪方面から直通列車が運転され、かつ、当時は近鉄大阪線・山田線が標準軌であるのに対し、近鉄名古屋線が狭軌であり、近鉄京都線も奈良電気鉄道と別会社の保有路線であったことから、近鉄経由で名古屋・京都から伊勢へ向かうには伊勢中川駅や大和八木駅での乗り換えが必須であったため、名古屋方面からは亀山駅での方向転換があるものの、直通でそれらの地域から伊勢へ向かえる参宮線は競争力を保っていた。さらに近鉄鳥羽線が未開通で、伊勢 - 二見間こそ路面電車である三重交通神都線(1961年廃線)と競合したものの、伊勢 - 鳥羽間の鉄道往来は参宮線が独占していた。しかし、並行する近鉄が名古屋線の標準軌への改軌(1959年)や奈良電気鉄道の買収(1963年)で伊勢中川駅や大和八木駅での乗り換えを解消し、さらに、1970年3月に近鉄鳥羽線が全通して志摩線賢島駅まで特急列車が直通運転を開始すると、完全なローカル線に転落した。
なお、1965年の計画では、戦前の複線区間の復活と、1線のみの五十鈴ケ丘駅・松下駅の行き違い施設の設置、鳥羽駅の改良と積極策を立てていたが、並行する近鉄の質・量両面での充実やさらにはモータリゼーションの台頭もあって、利用者の減少は予想以上に大きく、日本国有鉄道の赤字が深刻化すると、複線区間の復活などの積極策は放棄されることになった。
一方、1968年9月には伊勢市駅 - 鳥羽駅間が、三重交通神都線の廃止後および近鉄鳥羽線の全通前にもかかわらず、国鉄諮問委員会から赤字83線の一つに挙げられ、廃線が諮問された。
おおむね1時間あたり1 - 2本程度(一部時間帯は3本)の運行である。快速「みえ」が伊勢鉄道線経由で名古屋駅 - 伊勢市駅・鳥羽駅間に1時間あたり1本程度(一部時間帯の上りは2本)運行されている。「みえ」は朝の上りおよび夕方の伊勢市駅 - 鳥羽駅間と夜間の多気駅 → 伊勢市駅間では各駅に停車することで普通列車を補完している。そのほかの普通列車は朝と夕方を除く大半の列車が紀勢本線に直通して亀山駅 - 松阪駅 - 伊勢市駅 - 鳥羽駅間で運転されており、1時間あたり1本程度の運行になっている。
快速「みえ」と朝夕の一部の列車を除いてワンマン運転を行っている(列車番号の末尾が「C」の列車がワンマン列車)。
なお、過去に正月限定で名古屋駅 - 鳥羽駅間において運行された臨時特急「ワイドビュー伊勢初詣」号が当路線を走行したことがある。