石巻線
震災後は2015年5月29日まで仙石線の一部区間が不通となっており、2011年12月1日から東北本線小牛田駅経由で朝に石巻発仙台行き、2012年1月10日から夜に仙台発石巻行きの直通快速がそれぞれ1本運行されていた。いずれも途中無停車で、仙石線経由の定期券や乗車券が利用でき、仙台駅直通のため仙石線代替バス乗り継ぎよりも所要時間が30分程度短縮された。当初は臨時快速として平日のみの運転だったが、2012年3月17日のダイヤ改正で毎日運転の「直通快速」となった。2015年5月30日の仙石線全線運転再開および「仙石東北ライン」運行開始に伴い、前日の29日限りで運転を終了した。
2012年5月7日からは、概ね平日の年末年始等を除いた指定日に限り、朝の仙台発石巻行きと夜の石巻発仙台行きの小牛田駅経由の臨時直通快速も1本ずつ運転開始された(平日は既設の定期直通快速と合わせて1日2往復運転となった)。シーズンごとに運転が継続され、2015年5月29日まで運転された。使用車両は2012年5月7日から2013年3月15日までがキハ40系2両編成で、2013年3月18日から2015年5月29日まではキハ110系2両編成だった。
石巻線では、仙石東北ラインの列車も含め、全定期旅客列車がすべての駅に停車する。
線路(全線単線) ... ◇:列車交換可、|:列車交換不可 ※:小牛田駅は、石巻線の客扱い用ホームは1面1線のみであるが、ホームのない副本線を用いた(おもに貨物)列車の交換は可能
全駅宮城県内に所在。
2022年度の時点で、JR東日本自社による乗車人員集計の対象駅は小牛田駅・石巻駅・女川駅である。それ以外の駅は完全な無人駅(年度中に無人となった駅含む)のため集計対象から外されている。なお、前谷地駅は別途BRTの乗車人員が集計・公表されている。