中津川線
当初は飯田市と木曽郡南木曽町を結ぶ鉄道計画であったが、後に中津川市へ接続する計画に変更された。当初は順調に建設が進み、中央本線との直通により中京圏と伊那地方を直結する鉄道として開通後の需要も見込まれていたが、総花的な新線建設の予算配分が災いしてトンネルにはほとんど着手できなかった。また、整備新幹線が法制化されると、地元も在来線である当路線よりも並行する中央新幹線の誘致を重視するようになり、熱意が薄れたとも言われる。
1978年の長野国体までに完成させようとする動きもあったが、1975年に中央新幹線と同じく当路線と並行する中央自動車道が開通すると計画は頓挫した。なお、当路線の計画区間と並行する形で開通した中央自動車道の恵那山トンネルは上下線とも全長8 km以上の長大トンネルであるため、可燃物を積載したタンクローリーなど危険物積載車両の通行が禁止されている一方、当路線開業時には飯田線の元善光寺駅に石油貨物列車用ターミナルを設置する計画だった。
工事は伊那山本駅 - 二ッ山トンネル付近の路盤・トンネルが完工し、木曽山脈を貫く全長10 kmに及ぶ神坂(みさか)トンネルの調査坑がわずかに掘られたのみで、それ以外は手つかずのまま終わった。着工当時、飯田線は電化済で、まだ非電化だった中央本線にも電化計画があったため、当初より直流電化路線として計画されていた。
本路線は日本鉄道建設公団のB線(地方幹線)として工事が進められていたが、1980年の国鉄再建法施行で工事が凍結されたB線(久慈線、盛線、野岩線、北越北線、中津川線、智頭線)のうち、唯一鉄道として完成を見ることがなかった。