東北新幹線
これにより東北新幹線は整備計画の決定から39年を経て全線開業となった。2016年3月以降は、北海道新幹線との直通運転も実施されている。
当新幹線は唯一、同じ路線で整備新幹線区間と整備新幹線ではない区間が混在している。全区間が東日本旅客鉄道(JR東日本)により運営されているが、盛岡~新青森間は整備新幹線として建設された区間は鉄道建設・運輸施設整備支援機構が鉄道施設を保有している。
寒冷な積雪地域を高速走行するため、車両および地上設備に冬季対策が施されている。また、開業以来高速化が図られ、2013年のダイヤ改正時より、日本国内の鉄道の営業運転速度としては最速の320 km/h運転が一部区間で行われている。
日本最長の鉄道路線(営業キロ713.7 km、実キロ674.9 km)であり、線内の白石蔵王駅 - 仙台駅間にある 25.7 km の直線区間は、日本最長の線路の直線区間である。
ラインカラーは上越新幹線とともにJR東日本のコーポレートカラーとなった緑(■)。
なお、東北新幹線は国鉄時代からの「線路名称」及びJR発足以降の「JR線路名称公告」上では並行在来線である東北本線の無名枝線という扱いである。ただし、国鉄分割民営化時に当時の運輸省に提出された事業基本計画や国土交通省監修『鉄道要覧』では東北本線とは別の路線として掲載されている。
925形(ドクターイエロー) - S1・S2編成。
961形
962形
952形・953形(STAR21)
E954形(FASTECH 360S) - S9編成。
E955形(FASTECH 360Z) - S10編成。新在直通対応。
2005年6月からE954形(FASTECH 360S)、2006年4月から新在直通対応のE955形(FASTECH 360Z)による試験走行が開始され、地上設備と車両に関して様々な試験が行われた。その結果を踏まえて、2007年7月に東北新幹線320 km/h化が決定された。 320 km/h運転に向けて、地上設備では2008年度から2012年度にかけて対策工事が行われ、騒音対策として防音壁のかさ上げや騒音低減装置(NIDES)、側壁吸音板の設置、トンネル微気圧波対策として緩衝工の新設・延伸、コンクリート桁のたわみ低減対策、通過時の駅構造物への圧力変動対策として一ノ関駅、水沢江刺駅、新花巻駅で改修工事が行われた。車両面では320 km/h運転が可能なE5系およびE5系と併結し320 km/h走行が可能で新在直通車両であるE6系が開発された。
2011年3月5日のダイヤ改正では、E5系が導入され、JR東日本では初めて宇都宮駅 - 盛岡駅間で最高速度300 km/h運転を行う「はやぶさ」3往復が運転を開始した。これにより所要時間は最短で東京駅 - 盛岡駅間が2時間20分、東京駅 - 新青森駅間が3時間10分となった。
2013年3月16日のダイヤ改正では、E5系単独編成の「はやぶさ」において宇都宮駅 - 盛岡駅間で国内最速となる最高速度320 km/hでの運転を開始した。
2011年3月11日14時46分に発生した東北地方太平洋沖地震(東日本大震災)により、東北新幹線は大きな被害を受けた。地震発生時には仙台・盛岡支社管内で14本の列車(うち13本は営業列車)が運行していた。14時46分に管内の海底地震計が基準値を超える地震を感知し、仙台駅 - 古川駅間を約270 km/hで走行していた2本の列車は、運転中止基準値18.0カインを超過する12 - 15秒前にき電停止により自動的に非常ブレーキが作動し、緊急停車した。。営業列車に脱線は生じなかったが、仙台駅構内を約72 km/hで走行していた試7932B列車(E2系)の4両目の前台車2軸が脱線した。脱線原因としては東北地方太平洋沖地震の地震動のうち高架橋の固有振動数に近い振動が共振現象により増幅され、その振動が車両に上心ロールを生じさせたことが原因とされている。ただし、早期地震検知システムにより脱線直前に減速されていたことや、車両の逸脱防止ガイドが機能したことで、車両が軌道から大きく逸脱することはなかった(主要技術も参照)。駅間やトンネル内で停車した列車では、飲食物の配布等が行われたが、当日中に全ての対応を行うことは困難な状況であった。その後、バスで乗客を避難所まで輸送し、翌12日中には全ての乗客の救出が完了した。
乗客の救出が完了した区間から新幹線線路設備の点検を開始し、16日に完了した。
現時点では、東京駅で東海道新幹線と東北新幹線の線路が接続されていないため、東海道・山陽新幹線との直通運転は物理的に不可能である。
1970年2月、全国新幹線整備法の成立に先立って新幹線の建設・運行に関する調査と審議を行う「新幹線建設委員会」が設置され、1971年7月までの審議において東北・上越新幹線については東海道新幹線とターミナルを共用し、直通運転を図るべきとされた。後に直通運転が可能な複周波数に対応した車両 である試作電車が開発され、開業前の山陽および東北新幹線で試験運転を行っている。
しかし、1982年に大宮駅 - 盛岡駅間で暫定開業した東北新幹線は、大宮駅以南の建設に時間がかかり、東海道新幹線と接続する東京駅への乗り入れは1991年までずれ込んだ。その間の1987年には国鉄分割民営化により東北新幹線はJR東日本、東海道新幹線は東海旅客鉄道(JR東海)の管轄に分かれたことで、乗り入れに関する意思を統一することが困難となり、直通運転の構想は立ち消えとなった。ほかにも採算性(需要)の問題や電源周波数、保安装置などの相違やダイヤ編成の困難さ、東北新幹線内で遅延が発生した際の東海道新幹線への影響(その逆の場合も然り)など直通運転の実現へ向けて生じる課題は多く、山積する課題をクリアしてまで実現させる程のメリットは無いとの見方が示されている。
認可時点での完成目標は1976年(昭和51年)度であったが、オイルショック後の経済悪化や国鉄の経営悪化などにより、1977年(昭和52年)には完成目標が1980年(昭和55年)度に、1981年(昭和56年)には完成目標が1986年(昭和61年)度に繰り下げられた。1978年(昭和53年)6月から1980年(昭和55年)6月にかけては「新幹線総合試験線」として、既に完成した鷲宮 - 石橋間約42.8 kmを使用した走行距離約68,000 kmにおよぶ試験走行が行われ、騒音・振動対策をはじめ約200項目の技術開発試験が行われた。
また、東北新幹線の雪対策設備を実車走行により確認するため、「雪対策試験線」として1979年(昭和54年)冬季に仙台 - 北上間約115 km、1980年(昭和55年)冬季に仙台 - 盛岡間約170 kmにおいて、耐寒・耐雪対応車両として開発された200系および925形を使用して、走行距離約56,400 kmにおよぶ試験走行を行った。同年12月には東北・上越両新幹線の開業を1982年(昭和57年)春とし、仮の始終着駅を大宮駅とすること、大宮 - 上野間の開業を1984年(昭和59年)度とし、東京 - 上野間についても引き続き完成に努力することが発表された。
1982年(昭和57年)6月23日に大宮駅 - 盛岡駅間が暫定開業した。上野駅 - 大宮駅間には新幹線リレー号が運行された。