中央本線
211系・E127系・快速電車用のE233系のドア扱いは通年半自動になる。1時間あたりの運転本数は高尾駅 - 大月駅では2 - 4本、大月駅 - 甲府駅 - 小淵沢駅間では1 - 3本、小淵沢駅 - 塩尻駅間では飯田線直通列車を除いて概ね1本である。
当区間の中距離列車とは、いわゆる旧形国電で運行されていた急行電車(現・快速)の運行上の終点である高尾駅を越える客車列車で、のちに70系電車が充当された(のちに115系電車、2014年からは211系電車を使用)。新宿駅始発の定期列車であった普通列車の停車駅は高尾駅までは立川駅と八王子駅のみであり、当時の急行電車(のちの快速・特別快速)より停車駅が少なかった。1985年(昭和60年)3月14日のダイヤ改正で日中の新宿発着列車がなくなり、朝と夕方以降のみとなった。1986年(昭和61年)11月1日に三鷹駅にも停車するようになり、のちに立川駅発着の列車は西八王子駅(1996年〈平成8年〉12月に日野駅・豊田駅も追加)に停車をするようになった。その後、快速の201系電車による大月駅までの定期列車乗り入れと、富士急行線河口湖駅への乗り入れ拡大と引き換えに、徐々に新宿駅発着の普通の本数が削減され、最終的に残っていた朝晩の下り3本、上り1本の新宿発着の列車が1993年(平成5年)12月1日のダイヤ改正で廃止され、新宿駅 - 立川駅間を走行する定期の中距離列車は姿を消し、再び立川駅・高尾駅発着のみとなった。
その名残で現在でもJTBなどの旅客向け時刻表における「中央本線」のページの新宿駅 - 立川駅間では、特急だけではなく、高尾駅以西に直通する快速も三鷹駅のみ時刻が掲載されている。なお、2020年3月13日以前には、夜間大月駅発の中央線快速電車の一部に、中央緩行線直通各駅停車東京駅行きが存在していた。
また、主な過去の立川以東に直通する臨時の中距離列車として、以下の列車が運転されていた。
「ホリデー快速ビューやまなし」((総武本線千葉駅 - )新宿駅 - 小淵沢駅間):使用車両の215系が運用を終了したことに伴い2021年3月13日のダイヤ改正で廃止された。
「ホリデー快速富士山」((総武本線千葉駅 - )新宿駅 - 大月駅 - 富士急行河口湖線河口湖駅間):2019年3月16日のダイヤ改正で特急「富士回遊」が新設されることに伴い廃止された。
支線区間(辰野支線)
支線区間では辰野駅で運行系統がほとんど分断されており、全区間通して運転される定期列車はわずかしか設定されていないが、地元住民には必要な生活の足となっている。
岡谷駅 - 辰野駅間を走る列車の大半は飯田線に直通する。この区間はJR東日本の管轄であるが、飯田線はJR東海の管轄のため、飯田線直通列車は辰野駅で乗務員交代が行われる。一部は岡谷駅から茅野駅や上諏訪駅まで直通する。みどり湖駅を経由して松本駅・長野駅に直通する列車もある(飯田線直通列車には、小野駅経由の松本方面発着列車はない)。
東京駅 - 塩尻駅間(支線含む)は旅客営業規則の定める大都市近郊区間の「東京近郊区間」であり、そのうち東京都内である東京駅 - 高尾駅間が電車特定区間、加えて東京駅 - 新宿駅間が東京山手線内に含まれており、それぞれ区間外よりも割安な近距離運賃が適用される。御茶ノ水駅 - 三鷹駅間は、快速電車や特急列車が走行する急行線と各駅停車が走行する緩行線に分離された線路別複々線となっている。また、東京駅 - 塩尻駅(辰野支線を除く)はIC乗車カード「Suica」の首都圏エリア、中津川駅 - 名古屋駅間は同「TOICA」のエリアとなっている。
旅客鉄道会社の支社ごとの管轄は以下の通り。
東京駅 - 西荻窪駅間:JR東日本首都圏本部
吉祥寺駅 - 小淵沢駅間:JR東日本八王子支社
信濃境駅 - 塩尻駅間(支線含む):JR東日本長野支社
塩尻駅 - 名古屋駅間:JR東海東海鉄道事業本部(直轄)
名古屋駅から篠ノ井線を経由して、信越本線長野駅まで特急「しなの」が運転されている。また、臨時「しなの」の一部は大糸線方面まで乗り入れる列車もある。また、休日には名古屋駅 - 中津川駅間運行の定期列車の延長で塩尻駅まで快速「ナイスホリデー木曽路」が運転されている。また、ホームライナーも多数運行されている。
また、主な臨時列車として、以下の列車がある。
快速「きそスキーチャオ」(名古屋駅 - 藪原駅間)