新幹線
しかし、曲線の多い小田急の路線ではその高速性能は十分に発揮できなかったため、小田急から国鉄に対して、試験で収集されたデータを小田急と国鉄の双方で利用することを条件として、軌道条件の優れている国鉄の路線上での走行試験について申し入れがあった。
国鉄はこの申し入れに対して快諾、小田急からSE車を借り入れ、1957年(昭和32年)9月に東海道本線で速度試験を行った。結果SE車は計画通りの145 km/hに到達し、当時の狭軌鉄道における世界速度記録を達成した。続いて国鉄はモハ90系通勤電車をギア比変更などで高速化改造、空気抵抗の面で不利な形態ながら135 km/hの好記録を達成した。
これらの実績を踏まえて、1958年(昭和33年)にはモハ90系の技術を応用し、東海道本線特急「こだま号」用に国鉄初の特急形電車モハ20系(後の151系)が開発された。流線型の軽量・低重心な車体は冷暖房完備で、空気ばね台車も装備し、スピードと快適な乗り心地を両立させて、動力集中方式の客車列車を完全に凌駕した。翌1959年7月には、東海道本線での速度試験で通常編成(4M4Tの8両編成)からデッドウェイトとなる付随車2両を抜いた6両編成で最高速度163 km/hに達し、小田急SE車の速度記録を更新した。
米原 - 新大阪・大阪間についてJR東海が運行する東海道新幹線とJR西日本が琵琶湖線・JR京都線にて設定している新快速で競合しているが、新幹線の停車駅が米原・京都・新大阪しかなく、新幹線の利用が不便な地域が多いため競合範囲は限られている。新幹線は長距離輸送が主体で、都市圏輸送を担う新快速と棲み分けがなされている。
「かもめ」 運行区間・停車パターンに関係なく全ての列車に「かもめ」の愛称が使用される。武雄温泉駅で「リレーかもめ」と同一ホーム対面乗り換えを行っている。N700S系8000番台を使用する。
しかし満鉄関係者には鉄道技術者の島安次郎がおり、その長男の島秀雄と共に後述する「弾丸列車計画」を推し進めることになる。
なお、前述した日本電気鉄道のように、民間による大規模な都市間電車は実現しなかったが、中近距離の都市間電車に関しては、新京阪鉄道や阪神急行電鉄、参宮急行電鉄、阪和電気鉄道のように、アメリカのインターアーバンの技術を取り入れるなどして実現させた所もあった。これら路線の多くは、既存の鉄道線と競合する形で敷設されたものとなっており、「(既存の並行線よりも)高規格な路線において、高速運転を行うこと」がその建設目的となっていた。「新しい高規格線を敷く」という意味では、新幹線に通じる所もある。
その中でも、参宮急行電鉄が転じた関西急行鉄道は途中に伊勢中川駅での乗り換えこそあるものの、大阪と名古屋という中距離の2大都市間(当時の営業キロで189.5 km)を電車で結ぶことに成功しており、また阪和電気鉄道は「あじあ」号の水準に匹敵する、表定速度81.6 km/hの「超特急」を狭軌路線で運転していた。
これらの私鉄で用いられた電車はハイレベルな仕様の車両が多く(新京阪P-6形、参急2200系、阪和モヨ100形など)、後述する国鉄における動力分散方式の開発にも、いくらか影響を与えている。
運営は1964年(昭和39年)の開業から1987年(昭和62年)の国鉄分割民営化までは国鉄が行っており、国鉄の事業がJR各社に譲渡されて以降は、東北・上越新幹線を東日本旅客鉄道(JR東日本)、東海道新幹線を東海旅客鉄道(JR東海)、山陽新幹線を西日本旅客鉄道(JR西日本)が運営を行っている。JR移行後に開業した整備新幹線では、北陸新幹線をJR東日本とJR西日本が、九州・西九州新幹線をJR九州が、北海道新幹線をJR北海道が運営を行っている。なお、JR四国はこれまで新幹線の運営に携わったことがない。
「のぞみ」 現行の東海道・山陽新幹線の最速列車で、「ひかり」「こだま」とは異なる料金体系である。1992年3月14日に運行開始された。N700系・N700S系が使用される。過去には300系、500系、700系も使用されていた。 「ひかり」 主要駅停車の列車。各駅停車ではないが、「のぞみ」に比べ停車駅が多く、料金体系も異なる。東海道新幹線開業当初から運行されており、当初は大都市駅のみに停車し、各駅停車の「こだま」に対して超特急の代名詞であった。その後、運行本数の増加に伴い、主要駅のみ停車する速達タイプ、乗降客数の少ない駅にも停車するタイプ、一部の区間で各駅に停車するタイプなど停車駅が多様化し、「のぞみ」が加わった以降では「のぞみ」でも「こだま」(各駅停車)でもない列車という位置づけになっている。山陽新幹線では"ひかりレールスター"と呼ばれる、顧客ニーズに応える形で登場した列車も運行されている。
1965年(昭和40年)4月20日、静岡県の大井川河口を震央とするマグニチュード6.1の地震が発生し、開業後約半年経過していた東海道新幹線にも静岡市周辺の盛り土が崩れる被害が生じた。当時はまだ運転本数が1時間に片道2本しかなく、発生直後にすべての列車の運行が停止されたこともあり、走行中の車両や旅客には大きな被害は発生しなかった。しかし、当時の運行責任者であった斎藤雅男(元国鉄新幹線支社運転車両部長-新幹線支社次長、鉄道工学の専門家)によると、「当時は雨の影響で地盤が弱くなっており、大きく陥没していたところもあった。仮に崩れた路盤上に列車が来ていたら間違いなく脱線して大惨事になっていた」という。なお、山陽新幹線の一部区間と東北新幹線以後の新幹線にはスラブ軌道が採用されている。
「こまち」 秋田新幹線開業時から運行されており、停車駅や使用車両に関係なく、秋田新幹線内を通るすべての新幹線列車にこの愛称が付けられている。E6系を使用し、盛岡以南は基本的にE5系「はやぶさ」と併結。2014年3月まではE3系も使用され、過去には200系「やまびこ」やE2系「やまびこ」→「はやて」、E5系「はやて」と併結していた。全車指定席。
以下の8路線が開業している。北陸新幹線・北海道新幹線・西九州新幹線は一部分のみの開業である。
↑ 北海道新幹線の新中小国信号場 - 木古内駅間(82.0 km)は海峡線と共用。
↑ 山陽新幹線については、乗車券の有効期間の計算に使う岩徳線経由の営業キロでは618.5 km、運賃・料金計算に使われる同線経由の運賃計算キロは622.3 km。
↑ 整備新幹線としては九州新幹線(鹿児島ルート)と称されていたが、開業後は単に「九州新幹線」として営業しており、時刻表や駅などに「鹿児島ルート」とは表記されない。
↑ 整備新幹線としては九州新幹線(西九州ルート)や九州新幹線(長崎ルート)と称されていたが、開業後は「西九州新幹線」として営業しており、時刻表や駅などに「西九州ルート」や「長崎ルート」とは表記されない。
JR東日本とJR北海道は東北新幹線と北海道新幹線で、JR東日本とJR西日本は北陸新幹線で、JR東海とJR西日本は東海道新幹線と山陽新幹線で、JR西日本とJR九州は山陽新幹線と九州新幹線で、それぞれ相互直通運転を行っている。以前、山形新幹線用・秋田新幹線用の車両の一部は保有会社からの貸出であったが、現在はすべてJR東日本の所有する車両で運行されている。