飯田線
佐久間ダムにより水没する部分は佐久間駅 - 大嵐駅間の約18 kmであり、この区間には豊根口駅、天龍山室駅、白神駅の3駅があったが、これらは線路共々廃止となった。
変更路線のプランは、「大入川線」「水窪線」の2ルートが計画された。このうち「大入川線」は、上市場駅から北方、天竜川右岸の山中に進路を取り、途中「大笹」「田鹿」「横林」の3駅を経由した後に大嵐駅に出るルートであった。一方、「水窪線」は、佐久間からトンネルで水窪川水系に出た後、秋葉街道沿いに水窪町まで北上、そこからトンネルで再び天竜川水系に戻り大嵐に至るという現在のルートである。2つのルートを比較すると、「大入川線」は、途中で掘削する長大トンネルはキビウトンネル(延長4,850 m)の一本だけで済むものの、曲線とトンネルが連続するなど線形が悪く、また途中の3駅は小和田駅のように人家もほとんどない山中に建設されるため利用客がほとんど見込めない上、現路線が経由している佐久間の町を経由しないという最大の欠点があった。
気動車 キハ58系 - 急行・準急列車、修学旅行列車など キハ75形 - 臨時列車のみ。2009年11月1日の「佐久間レールパークフィナーレ号」、2013年11月9日・10日に豊川市で開催のB-1グランプリにおける臨時列車、2018年11月23日・24日の臨時快速「おいでん奥三河号」で使用。 キハ85系 - 団体臨時列車のみ。
客車 12系 - 定期列車では走っていないが、多客臨時列車としては「トロッコファミリー号」控車、団体臨時列車としてはユーロライナーやお座敷列車などの入線実績がある。 14系 - こちらも定期列車では走っていないが、団体臨時列車としては複数の入線実績があり、 ED62形が最後に牽引した旅客列車にも使われた。
電気機関車 ED18形 ED19形 ED31形(伊那電気鉄道デキ1形) ED32形(伊那電気鉄道デキ10形) ED33形(伊那電気鉄道デキ20形) ED62形 EF10形 EF58形
ディーゼル機関車 DE10形:初期の「トロッコファミリー号」牽引や、保線作業などにも使用。現在甲種輸送などに使用されるのはJR貨物所属機。
国有化以前は以下の項目を参照。
豊川鉄道・鳳来寺鉄道・田口鉄道の電車
三信鉄道の電車
伊那電気鉄道の電車
52系
80系
クモハ53008+クハ47009+クモニ83形100番台+クモニ13形
119系
ED18形
豊川駅 (0.0 km) - 西豊川駅 (2.4 km)