秩父鉄道秩父本線
電車は、1992年(平成4年)に300系が運行終了してからは他社から譲渡された車両のみで運用されている。また2014年(平成26年)3月23日をもって、1000系電車(旧国鉄101系電車)が営業運転から離脱したため、同年4月時点で、運行する自社所有の旅客用電車は全て冷房付き車両となっている。
貨物輸送は製品であるセメント輸送が全廃されるなど長期低落傾向にはあるものの、秩父市にある武甲山や、群馬県多野郡神流町にある叶山で産出される良質な石灰石を運ぶための貨物輸送が続けられている。またセメント焼成燃料や焼却灰の搬入もあり、現在でもその取扱高は日本の私鉄の中で上位に位置する。
1970年代までは秩父鉄道の鉄道収入のうち6 - 7割が貨物輸送を占め、黒字を計上していたが、1980年代以降セメント需要の減少や、貨物列車の乗り入れ先であった東武鉄道の貨物ヤード(業平橋、下板橋)が1986年10月に貨物の取り扱いを廃止したため、トラック輸送に切り替えられたことで赤字を計上した。秩父セメント工場の生産機材で使用される燃料が現在では石炭だが、以前は重油が用いられていた。重油時代では重油タンク列車(単体またはセメント・線路で用いる砂利運搬などの混結も存在)があった。三ヶ尻線開通以前は熊谷駅構内で国鉄線との連絡線があり、ここから重油タンク編成を受け取り当時分岐していた熊谷駅から武州原谷駅及び秩父駅まで直通していた。国鉄からでは根岸駅より発着。乗り入れ貨車も重油専用タンク車タキ1500形、タキ45000形、タキ9800形で直通していた。これらは石炭への燃料変更で、石炭専用のホキ10000形に切り替わったものの、自動車による輸送に変更されて廃止された。
「パレオエクスプレス」牽引用として1988年に導入。
C58 363
デキ500形電気機関車 - 507のみ ヲキ・ヲキフ100形
8000系電車も車両パターンが豊富で、1970年代後半までは非冷房車4+2編成や冷房改造前の6両固定編成が入線したが、1980年頃より冷房車6両固定編成に統一された。また、前面形状が変更された8000系の更新車も入線したことがある。高崎線から直通した115系電車についても、当初は非冷房編成で構成されていたが、一部の非冷房編成が新潟・岡山・広島地区へ転出した都合から冷房装置搭載の300・1000番台へ変更された。ただし、両社車両が秩父本線内では変電所の容量の都合で冷房装置を全開で使用できるわけではなく、夏期は送風及び弱設定での冷房運転であった。これらは秩父鉄道の車両全てが非冷房車のためであった。この状態が、西武線直通開始直後でも続くこととなった。
なお、直通運転が途絶えた後もJR東日本や東武鉄道との関係がなくなったわけではなく、「パレオエクスプレス」用蒸気機関車の管理をJR東日本で行っていたり、後述の通り羽生駅(東武伊勢崎線との接続駅) - 寄居駅(東武東上線との接続駅)間を東武鉄道の回送列車が走ったりするなどの関係がある。
JR東日本小山車両センター所属のE231系は、旧世代の115系・211系入線実績から、行き先表示器に「三峰口」などの秩父鉄道の駅が設定されていたが、乗り入れ実績がないまま、湘南新宿ラインの設定に伴い使用行き先パターンが増えた際に入れ替えに削除された。