しもうさ号
大宮駅では線路配線の都合上、駅構内で折り返せず、大宮駅11番線で乗客を降ろすと、大宮総合車両センター付属の東大宮センター(宇都宮線土呂駅 - 東大宮駅間)まで一旦回送されて折り返し、大宮駅3番線より発車する。
大宮駅 - 武蔵浦和駅間の列車番号のアルファベットはMで列車ダイヤで運行されるが、武蔵浦和駅 - 海浜幕張駅間はアルファベットがEで電車ダイヤであり、一部の駅でしか採時を行わない。また同駅間では種別が各駅停車となる。
大宮行きの場合、列車は南浦和駅で東北本線を一度跨ぎ、武蔵浦和駅を経由して、大回りする形で、再度東北本線に合流する。大宮支線にはJR東日本の営業キロが設定されているが、この区間で有効な乗車券は販売されておらず、浦和駅・南浦和駅経由の乗車券で利用することになる。ただし、大宮駅 - 武蔵浦和駅間を利用する場合において、大都市近郊区間(東京近郊区間)の適用を受けるときは、埼京線経由の乗車券で利用することになる。
武蔵浦和駅以東は通常の武蔵野線(京葉線直通)と同じである。
大宮行きは、武蔵浦和を出るとすぐに武蔵野線本線から左へ分岐して「西浦和支線」に入り、東北新幹線と埼京線の高架をくぐりながら、上り勾配で本線を跨いで右カーブで分かれる。この区間は全線複線かつ完全立体交差の三角線区間であり、すぐに左から、西浦和駅付近で分岐した「大宮支線」が接近し、合流すると、再び新幹線・埼京線の中浦和駅付近の高架をくぐり、別所信号場を通過して大宮台地の斜面をトンネルで潜る。
台地の縁を通るため、一度トンネルを抜ける区間があるが、騒音防止のコンクリートボックスに囲まれており、屋外と判らないまま次のトンネルに続く。東北本線の北浦和駅 - 与野駅間で、東北貨物線の上下線の間に顔を出し、大宮操車場で湘南新宿ラインが通る東北貨物線に移り、大宮駅11番線に到着する。乗客を下ろすと東大宮センターに回送され、出発準備を行う。
東大宮センターを出た列車は、大宮駅では宇都宮線の3番線に入る。大宮で乗車を待ち、発車するとすぐに宇都宮線上り本線と平面交差して東北貨物線に入り、大宮操車場で武蔵野貨物線に移り、与野駅の先で地下に潜る。