JR京都線
基本的に15分サイクルで運転されており、22時(土曜・休日は21時)を過ぎると20分サイクルになる。
朝通勤時間帯下り(大阪方面)は10分サイクルが基本となっている。基本的に1サイクルに新快速が1本、快速が1本、京都駅あるいはそれ以遠始発の普通が1本、高槻駅発の普通が1本である。
昼間時間帯は、基本的に15分サイクルに新快速1本、快速1本、高槻駅発着の普通1本、京都駅発着の普通1本である。曜日・時間帯によって高槻駅 - 京都駅の普通列車の本数は変わる。
夕ラッシュ時間帯の上り(京都方面)は昼間時間帯と同様のダイヤであるが、平日の最ラッシュ時間帯において大阪駅始発の新快速が2本設定されており、その時間帯については新快速の運行が7.5分間隔となる。夜間は20分サイクルとなる。
摂津富田駅付近(区間は、JR総持寺駅東付近から川西中学校東付近まで)において、連続立体交差事業(鉄道高架化)の事業化を進める計画がある。
隣接する琵琶湖線やJR神戸線と一体的に運行されており、湖西線や福知山線(JR宝塚線)との直通列車も設定されている。乗車券のみで利用できる列車は停車駅の少ない順に新快速・快速・普通(緩行電車)の3種別があり、このほかに北陸・関西国際空港・南紀・山陰方面などへの特急列車が加わり、複々線を有効活用したパターンダイヤが組まれている。
ほぼ全線にわたり線形はきわめてよく、外側線は一部の曲線区間を除いて130km/h運転が可能である。内側線も120km/h運転に対応している。
大阪発18時台の敦賀行きが京都駅から湖西線経由の「快速」(おごと温泉駅にも停車)として運転する以外は、すべて琵琶湖線に直通する。このため、大阪発15 - 18時台の30分発は米原経由敦賀行きとして運転されている。
全列車が全区間で外側線を走行する。ただし、新大阪駅配線改良が行われるまでは、新大阪駅 - 大阪駅間のみ内側線を走行していた。日中は茨木駅と西大路駅で先行の普通列車を、山崎駅で先行の快速列車を追い抜く。
全列車網干総合車両所所属の225系0番台・100番台・223系1000番台・2000番台が使用されており、12両編成(平日夕方の大阪始発は8両編成)で運転されている。土曜・休日は2011年3月12日のダイヤ改正から、平日は2017年3月4日のダイヤ改正から一部を除いて、姫路駅 - 米原駅間を終日12両編成として混雑緩和を図っている。