東北本線
宮城野駅 - 仙台市場駅
63番「むかしは鬼の住家とて 人のおそれし陸奥(みちのく)の はてまでゆきて時の間に かえる事こそめでたけれ」
64番「いわえ人々鉄道の ひらけし時に逢える身を 上野の山もひびくまで 鉄道唱歌の声立てて」
当時、当線は日本鉄道奥州線と言われており、現在の東北本線の名称となったのは日本鉄道が国有化された後の1909年(明治42年)のことである。
また、当線の東京近郊区間には上野駅 - 大宮駅間を中心に三等車のみの近距離区間列車が複数設定され、現在の京浜東北線(東北本線電車線)が赤羽駅以南区間で運行開始されるまで、首都圏近距離区間輸送も担っていた。この京浜東北線開業後の1929年(昭和4年)6月、日暮里駅から北東に分岐し貝塚操車場まで伸びていた回送線を赤羽駅まで延伸したうえで貝塚操車場を廃止、同所に尾久駅を設けて列車線とすることで、鶯谷駅・田端駅・王子駅を経由していた中・長距離列車と近距離電車線を相互に独立した形で運行させることが可能となり、同年6月20日より尾久駅経由の運輸が開始された。
第二次世界大戦中は戦時体制で運行本数は極限まで減らされたが、戦後はGHQの意図によって東京駅 - 上野駅間に東北本線の中・長距離列車が乗り入れ、青函連絡船・函館本線・室蘭本線等と一体化した東京 - 北海道間旅客輸送も行われた。
宇都宮駅 - 古田駅 - 長久保駅 - 矢板駅
1913年(大正2年) 3月20日:利府 - (旧)松島間に赤沼信号所開設。 4月:小山 - 宇都宮間複線化。
1914年(大正3年) 3月20日:上野 - 鶯谷間の電車線複線化し、6線化。 6月25日:黒磯 - 黒田原間に高久信号所開設。 12月1日:長岡駅を伊達駅に改称。
1915年(大正4年) 1月5日:仙北町駅開業。 9月11日:中山駅を奥中山駅に改称。
1916年(大正5年) 10月1日:金谷川 - 福島間に永井川信号所開設。 11月29日:下田 - 古間木(現・三沢)間で正面衝突事故発生。20名死亡。
1917年(大正6年) 2月20日:白坂駅開業。 7月11日:安達駅開業。 9月11日:本宮 - 二本松間に杉田信号所開設。
1918年(大正7年) 5月15日:蕨 - 浦和間に小谷場信号所開設。 8月16日:(旧)松島 - 鹿島台間に幡谷信号所開設。 11月1日:厨川駅開業。越河 - 白石間に中目信号所、沼宮内 - 奥中山間に御堂信号所開設。
1919年(大正8年) 3月1日:中央本線の一部として東京 - 神田間開業。直流電化。神田駅開業。 4月5日:黒沢尻(現・北上) - 花巻間に村崎野信号所開設。 10月12日:久田野駅開業。
1920年(大正9年) 2月15日:仙台 - 苦竹信号所間複線化。 3月10日:黒磯 - 黒田原間経路変更。黒田原駅移転。 4月23日:苦竹信号所 - 岩切間複線化。 10月10日:白坂 - 白河間経路変更。白河駅移転。 11月1日:黒田原 - 白坂間経路変更。豊原駅移転。 12月2日:氏家 - 片岡間に蒲須坂信号所開設。
福島県と宮城県の県境域にわたる区間である。日中は白石駅で系統が分断されているが、朝夕と深夜には藤田駅発着と仙台駅発着列車の運行がある。かつては終日にわたり仙台駅までの運行がなされ、昼前後の利用者の少ない閑散駅を通過する快速列車「仙台シティラビット」(3往復)が運行されていたが、2021年3月のダイヤ改正で普通列車に置き換わる形で廃止された。
運行本数は基本的に1時間に1本である。
この区間についても日中の一部列車がワンマンで運行されている(多客が発生する場合は、ワンマンを解除し、車掌が乗務する)。
東京駅 (0.0 km) - 神田駅 (1.3 km) - 秋葉原駅 (2.0 km) - 御徒町駅 - 上野駅 (3.6 km) - 鶯谷駅 - 日暮里駅 (5.8 km) - 西日暮里駅 - 田端駅・田端信号場駅 (7.1 km) - 上中里駅 - 王子駅 - 東十条駅 - 赤羽駅 (13.2 km) - 川口駅 - 西川口駅 - 蕨駅 - 南浦和駅 (22.5 km) - 浦和駅 - 北浦和駅 - 与野駅 - さいたま新都心駅 - (大宮操車場) - 大宮駅 (30.3 km) - 土呂駅 - 東大宮駅 - 蓮田駅 - 白岡駅 - 新白岡駅 - 久喜駅 (48.9 km)- 東鷲宮駅◇ - 栗橋駅 - 古河駅 - 野木駅 - 間々田駅 - 小山駅◇ (80.6 km) - 小金井駅 - 自治医大駅 - 石橋駅 - (貨)宇都宮貨物ターミナル駅 - 雀宮駅 - 宇都宮駅◇ (109.5 km) - 岡本駅 - 宝積寺駅◇ (121.2 km) - 氏家駅 - 蒲須坂駅 - 片岡駅 - 矢板駅■ - 野崎駅 - 西那須野駅 - 那須塩原駅 - 黒磯駅 (163.3 km)
一方、もともと第一区線と第二 - 五区線は東京から個別の線路とすべきとの考えを持っていた当時の鉄道局長井上勝は、政府諮問に対し、第一区線を最短経路の赤羽 - 浦和 - 岩槻と敷き、第二区線は岩槻で分岐する岩槻分岐案を答申したアメリカ人鉄道技師クロフォードの意見、また第一区線を赤羽 - 浦和 - 大宮と敷き、第二区線は大宮で分岐する大宮分岐案を答申したイギリス人鉄道技術者ボイルの意見も含め、「足利方面には支線敷設が妥当」とする上申書を工部卿・佐々木高行に提出、宇都宮以北への最短ルートである大宮分岐案または岩槻分岐案が残り、最終的には井上勝の判断によって、平坦地を通り建設費用も格段に安く日本陸軍も支持していた大宮分岐案が採用された。この決定により、上野駅 - 前橋駅間の日本鉄道第一区線の大宮に大宮駅が開設され、この大宮駅を分岐点として第二区線が建設されることとなった。
第二区線の建設は急ピッチで進められ、まず、1885年(明治18年)7月に大宮駅 - 宇都宮駅間の営業が開始され、途中には蓮田・久喜・栗橋・古河・小山・石橋の各駅(停車場)が設置された。当時利根川の架橋が完了しておらず、この区間には渡船が運行され、栗橋駅 - 古河駅間の現在の利根川畔には中田仮停車場が設けられて利根川鉄橋の開通まで運用された。開通式は上野駅と宇都宮駅で行われ、当日は宮内卿伊藤博文、鉄道局長井上勝、東京府知事渡辺洪基が上野駅 - 宇都宮駅間を往復し、栃木県知事樺山資雄は一行を中田仮停車場にて出迎えた。また利根川鉄橋の開通時には明治天皇が上野駅 - 栗橋駅間を往復して利根川架橋を賞賛した。
以後、第二区線の残り区間および第三・第四・第五区線は引き続き段階的に那須、郡山、塩竈、一関、盛岡、青森へと延伸されていった。