東北本線
保安装置 D-ATC 東京駅 - 田端駅 - 大宮駅間の電車線(山手線・京浜東北線) ATACS 赤羽駅 - 武蔵浦和駅 - 大宮駅間(埼京線) ATS-P 東京駅 - 日暮里駅 - 尾久駅 - 赤羽駅 - 黒磯駅 田端信号場駅 - 赤羽駅 - 大宮駅間(東北貨物線) ATS-Ps 白石駅 - 小牛田駅間 ATS-SN 黒磯駅 - 白石駅間 小牛田駅 - 盛岡駅間 長町駅 - 仙台貨物ターミナル駅 - 東仙台駅間 岩切駅 - 利府駅間
最高速度: 東京駅 - 盛岡駅間 120 km/h 田端信号場駅 - 赤羽駅間(東北貨物線) 95 km/h 赤羽駅 - 大宮駅間(東北貨物線) 120 km/h 長町駅 - 仙台貨物ターミナル駅 - 東仙台駅間(宮城野貨物線) 100 km/h 岩切駅 - 利府駅間(利府支線) 95 km/h
運転指令所: 東京駅 - 黒磯駅間 東京総合指令室(東京駅 - 那須塩原駅間ATOS) 黒磯駅 - 石越駅間 仙台総合指令室 (CTC) 石越駅 - 盛岡駅間 盛岡総合指令室 (CTC) 田端信号場駅 - 大宮駅間(東北貨物線) 東京総合指令室 (ATOS) 長町駅 - 仙台貨物ターミナル駅 - 東仙台信号場間(宮城野貨物線) 仙台総合指令室 (CTC) 岩切駅 - 利府駅間(利府支線) 仙台総合指令室 (CTC) 運転取扱駅(駅が信号を制御、運行を管理):黒磯駅、郡山駅、福島駅、小牛田駅、一ノ関駅、盛岡駅 準運転取扱駅(入換時は駅が信号を制御):岩沼駅、仙台貨物ターミナル駅
1949年(昭和24年) 8月17日:松川 - 金谷川間で、上り列車が突如脱線転覆。乗員など3名死亡。現在も原因は「謎」とされ、『松川事件』と呼ばれている。 9月15日:御堂信号場 - 奥中山間の吉谷地信号場廃止。
1950年(昭和25年) 3月25日:栗橋 - 古河間に中田仮信号場開設。 7月14日:瀬峰駅構内で急行貨物列車が安全側線に進入して脱線転覆。機関助手が負傷。 9月1日:中通信号場を駅に変更して岩手飯岡駅開業。 10月1日:利府 - (旧)松島間の赤沼信号場、新田 - 石越間の畑岡信号場廃止。 11月1日:村崎野信号場を駅に変更して村崎野駅開業。 12月1日:渋民信号場を駅に変更して渋民駅開業。 12月14日:清水原信号所構内で青森駅発上野駅行の急行二〇二列車が安全側線に進入して脱線転覆。重軽傷者37人。
1951年(昭和26年) 4月1日:村崎野 - 花巻間に飯豊信号場開設。 12月4日:黒沢尻 - 村崎野間複線化。
1952年(昭和27年) 6月10日:貝田信号場を駅に変更して貝田駅開業。 9月26日:栗橋 - 古河間の中田仮信号場廃止。 11月5日:村崎野 - 花巻間複線化。 11月16日:村崎野 - 花巻間の飯豊信号場廃止。
1953年(昭和28年) 3月2日:梅ケ沢信号場を駅に変更して梅ケ沢駅開業。 6月10日:小川原信号場を駅に変更して小川原駅開業。
1954年(昭和29年) 4月15日:東京 - 上野間に回送線を2線増設し、東京 - 上野間が複々線化。 7月1日:油島駅開業。 9月1日:西川口駅開業。 9月28日:小牛田 - 瀬峰間複線化。
8月31日:黒磯 - 高久信号場間複線化。 9月1日:高久信号場を駅に変更して高久駅開業。 9月3日:蒲須坂 - 片岡間複線化。 9月15日:黒田原 - 豊原間複線化。 9月19日:越河 - 中目信号場間複線化。 9月22日:松川 - 金谷川間複線化。 9月25日:矢板 - 野崎間複線化。 9月28日:安達 - 松川間複線化。 12月8日:盛岡 - 青山信号場間複線化。
1965年(昭和40年) 6月30日:尻内 - 陸奥市川間複線化。 7月29日:槻木 - 岩沼間複線化。 8月4日:青山信号場 - 厨川間複線化。青山信号場廃止。 9月21日:渋民 - 好摩間複線化。 9月22日:藤田 - 貝田間複線化。 9月24日:北白川 - 大河原間複線化。 9月25日:一戸 - 鳥越信号場間複線化。鳥越信号場開設。 9月27日:小繋 - 滝見信号場間複線化。 9月28日:福島 - 瀬上間複線化。 9月29日:西平内 - 土屋信号場間複線化。土屋信号場開設。 10月1日:仙台 - 盛岡間、長町 - 宮城野 - 東仙台間交流電化。 12月14日:西岳信号場 - 小繋間複線化。
1966年(昭和41年) 3月21日:平泉 - 前沢間複線化。衣川信号場廃止。 7月27日:浅虫 - 野内間、集中豪雨により土砂崩れ多数発生。長期運転見合わせ。8月22日復旧。 7月30日:大河原 - 船岡間複線化。 9月20日:東京起点642.910km地点(北高岩 - 尻内間) - 尻内間複線化。 9月22日:石文信号場 - 千曳間、東京起点694.970km地点(千曳 - 野辺地間) - 野辺地間複線化。
東北本線の普通・快速列車は、主に宇都宮駅・黒磯駅・新白河駅・郡山駅・福島駅・仙台駅・小牛田駅・一ノ関駅でそれぞれ運行系統が分かれており、各区間内の需要に応じた区間列車が運転されている。このうち黒磯駅と一ノ関駅は、その前後にまたがって運行される定期列車は2023年11月現在ない。
新幹線延伸によって第三セクターに移管された区間。盛岡駅 - 目時駅間がIGRいわて銀河鉄道、目時駅 - 青森駅間は青い森鉄道(運行)・青森県(保有)へ移管されている。設置駅・駅名は移管前日時点のもの。
() 内の数値は盛岡駅 - 八戸駅間の経営分離以前に使用されていた東京駅からの営業キロ(主要駅と会社境界駅のみ記載)
この区間の現状の詳細については「いわて銀河鉄道線」「青い森鉄道線」を参照
現在の東北本線では、当路線内運行の列車のほか、当線経由で他線各地に向かう列車も運行されている(地域輸送を参照)。こと東京駅 - 大宮駅間ではかつての国電である近距離電車(山手線・京浜東北線・埼京線)がそれぞれ専用の線路で運行されており、旅客案内上では「東北本線」や「東北線」ではなくこれらの系統名称が使用されている。上野駅を発着する黒磯駅までの中距離列車に対してはかつて「東北線」と呼ばれていたが、国鉄分割民営化後の1990年(平成2年)3月10日に宇都宮線という愛称が与えられた(命名経緯については「宇都宮線#「宇都宮線」の愛称制定後」を参照)。また、山手線池袋駅や新宿駅を発着する中距離列車も運行されるようになり、これらは2001年(平成13年)に東海道本線・横須賀線への直通運転へと発展し湘南新宿ラインという愛称が与えられた。このほか中央本線(中央線)・常磐線(常磐線快速)・高崎線や武蔵野線の列車も当路線に乗り入れており、東京駅 - 上野駅間を経由して東海道線と宇都宮線・高崎線・常磐線を直通する系統は上野東京ラインと呼ばれている。
東北本線優等列車沿革の項を参照。
郡山駅を出ると列車は安積原野の起伏の有る丘陵の中を進み五百川の橋梁を渡る直前左手には郡山北部工業団地、右手に福島県農業総合センターの広大な敷地が、橋梁から五百川駅の手前では左側にビール醸造の巨大な銀色のタンク群が目に飛び込んでくると間も無く本宮駅となる。東北本線の車窓からよく目にした「酒は大七」の巨大文字看板の醸造元や「奥の松」で知られる二本松駅まで来ると高村光太郎の「智恵子抄」に詠われた安達太良山(活火山)が左手に迫る。
列車はこの後鬼婆(おにばば)伝説で有名な安達ヶ原、松川駅などを通過し福島盆地を眼下に見下ろしながら盆地底まで急勾配を下って福島駅に到着する。当駅から左手に見える山は同じく活火山の吾妻山。吾妻連峰の雪うさぎは春の田植えシーズンの到来を知らせてくれる。その麓の扇状地は桃など果物の産地として知られる。また、これらの活火山のため郡山から福島にかけては磐梯熱海温泉、岳温泉、高湯温泉、飯坂温泉ほか、有名な温泉が多い地域でもある。
安積原野を進む東北線奥は安達太良山
山形新幹線と奥は吾妻小富士
9月8日:同月7日の大雨の影響で白石 - 大河原間で線路が破損し運転を取りやめる。 10月20日:白石 - 大河原間の線路の復旧作業が終わり、運転を再開する。 11月1日:一ノ関 - 盛岡間、貨物線秋葉原 - 上野間開通、秋葉原駅・前沢駅・水沢駅・黒沢尻駅(現・北上駅)・花巻駅・日詰駅・盛岡駅開業。
1891年(明治24年) 1月12日:越河駅・槻木駅開業。 5月1日:那須駅を西那須野駅に改称。 9月1日:古田駅・黒田原駅開業。盛岡 - 青森間が開通し、上野 - 青森間全通。好摩駅・沼宮内駅(現・いわて沼宮内駅)・中山駅(現・奥中山高原駅)・小鳥谷駅・三ノ戸駅(現・三戸駅)・尻内駅(現・八戸駅)・沼崎駅(現・上北町駅)・野辺地駅・小湊駅・浅虫駅(現・浅虫温泉駅)・青森駅開業。 12月20日:福岡駅(現・二戸駅)・下田駅開業。
1892年(明治25年) 3月1日:鹿島台駅開業。 10月20日:王子 - 浦和間に(貨)川口駅開業。上野 - 赤羽間、川口 - 大宮間複線化。
1893年(明治26年) 2月15日:石鳥谷駅・一ノ戸駅(現・一戸駅)開業。 3月25日:小金井駅開業。 5月:野辺地駅付近に日本初の防雪林を植林。 7月16日:蕨駅・野内駅・浦町駅開業。
1894年(明治27年) 1月4日:利府駅・新田駅・乙供駅・狩場沢駅開業。 4月1日:間々田駅・古間木駅(現・三沢駅)開業。
1895年(明治28年) 4月1日:長岡駅(現・伊達駅)開業。 7月6日:雀宮駅開業。
1896年(明治29年) 2月21日:長町駅開業。 2月25日:泉崎駅開業。