山形線
この区間は1時間に1本程度(上りは2時間前後開く時間帯あり)運行されている。半分以上が単線区間である。ほとんどの列車が米沢駅 - 山形駅間の運行だが、朝の下り1本は新庄駅まで乗り入れる。また山形駅の上り始発列車のみ、福島駅まで直通する。車両は主に719系5000番台と701系5500番台が使用される。一部列車はワンマン運転を行っている。
かつて蔵王駅 - 山形駅間は、貨物列車の運転のため下り線のみ三線軌になっていたが、蔵王駅発着の貨物列車の廃止に伴って撤去された。
:山形新幹線「つばさ」停車駅(詳細は列車記事もしくは山形新幹線を参照)
普通列車(仙山線系統の快速列車を含む)は、基本的には下表内の全ての旅客駅に停車するが、▽の駅は冬期間全列車が通過する。
線路 ... ∥:複線、◇:単線(列車交換可能)、|:単線(列車交換不可)、∨:これより下は単線、∧:これより下は複線・または終点(交換可能) 山形駅 - 羽前千歳駅間は狭軌(軌間1,067mm)と標準軌(軌間1,435mm)の単線並列区間である。この表の「線路」欄では、山形線(標準軌)の線路についてのみ記す。狭軌の線路については、「左沢線#駅一覧」、「仙山線#駅一覧」参照。
1 2 仙山線・左沢線の列車はすべて山形駅まで運行されるが、山形駅 - 北山形駅 - 羽前千歳駅間においては専用の狭軌(軌間1,067mm)の線路を走行する。
2022年度の時点で、JR東日本自社による乗車人員集計の対象駅は、山形新幹線の停車駅と、蔵王駅・北山形駅・芦沢駅・舟形駅である。それ以外の駅は完全な無人駅のため集計対象から外されている。