日南線
2017年のダイヤ改正により、下り列車が飫肥駅から各駅停車となったため、快速区間は田吉駅 - 飫肥駅間である。また、下りは宮崎発志布志行き、上りは南郷発宮崎行きであったが、2021年3月13日のダイヤ改正で上下とも宮崎駅 - 志布志駅間の運転になり、2022年9月23日のダイヤ改正で上りが志布志発南宮崎行きとなった。
2009年10月10日から、観光特急列車「海幸山幸」が宮崎駅 - 南郷駅間で運行されている。車両は、廃止された高千穂鉄道より譲渡されたTR-400形をキハ125形400番台へと改造して使用している。田吉駅から先の油津・南郷方面では初の特急列車運転となる。
非電化区間の田吉駅 - 志布志駅間を走行する普通列車には、国鉄時代に製造されたキハ40形・キハ47形が使用されており、キハ125形0番台や、キハ200系などの民営化以降に製造された車両は運用に入ったことがないが、2001年 - 2006年の一時期はキハ31形(鹿児島運転所(現・鹿児島鉄道事業部鹿児島車両センター)、日南鉄道事業部運用)が運用されていた時期もあった。
2016年(平成28年)12月22日よりスマートフォンアプリ「JR九州アプリ」内において、リアルタイム列車位置情報システム「どれどれ」が運用開始された。日南線の閉塞方式の都合により「南宮崎 - 田吉間」のみ対応し、「宮崎空港線」として配信されている(田吉 - 志布志間の電子符号照査式は列車運行システムJACROS非対応のため)。
北郷 - 志布志間は、当初、志布志線の一部として開業した。このうち、飫肥 - 油津間は宮崎県営鉄道飫肥線という軌間762mmの軽便鉄道として開業した路線を、改正鉄道敷設法の予定線に重なることから1935年(昭和10年)に国有化し、その後志布志線として新線(軌間1067mm)に切り替えたもので、一部は実質的に改軌したものである。
南宮崎 - 北郷間は、1963年(昭和38年)に開業した。これは、宮崎交通が1962年(昭和37年)に廃止した南宮崎 - 内海間の線路跡を利用したもの。この時に、志布志線と繋がり、志布志 - 北郷間を編入して南宮崎 - 志布志間が日南線となり、志布志線は西都城 - 志布志間となった。日南線の終点となった志布志駅は、日南線の他にも、志布志線、大隅線が合流する交通の要衝で、機関区を擁していたが、1987年(昭和62年)には、志布志線、大隅線が特定地方交通線として廃止され、1990年(平成2年)には東方へ移転して1線のみに縮小された。
2008年度分の統計によると、日南線の輸送密度(平均通過数量)は851人/日であり、JR九州の路線のうちでは3番目に少ない(最下位は吉都線、2番目に少ないのは肥薩線)。この数字は、特定地方交通線として廃止された志布志線と大隅線の廃止対象とされた当時の輸送密度の半分程度である。
なお、日南線自身は1968年に赤字83線として選定されたが廃止されなかった。国鉄末期の特定地方交通線(廃止・転換対象路線)選定の際、当初は第3次特定地方交通線に選定される予定とされていたが、1987年(昭和62年)時点で代替輸送道路が未整備だったため、第3次廃止対象特定地方交通線から除外された。